Суспензии. Парентеральный путь введения в организм лекарств имеет ряд преимуществ

В настоящее время в медицинской практике применяется значительное количество суспензий и эмульсий для инъекционного введения.

Суспензии готовят в асептических условиях диспергированием стерильного лекарственного вещества в стерильном профильтрованном растворителе. Для улучшения качества получаемой продукции в некоторых случаях используют ультразвуковое воздействие, которое способствует дополнительному измельчению и диспергированию лекарственного вещества в растворителе, а с другой стороны, придает лекарственной форме стерильность. В этих условиях величина частиц уменьшается до 1-3 мкм и такие суспензии и эмульсии могут быть пригодны для введения в кровяное русло. Для повышения стабильности в технологии производства суспензий и эмульсий используют сорастворители, стабилизаторы, эмульгаторы и консерванты.

Эмульсии для парентерального питания. Лечебное парентеральное питание применяется в случаях, когда вследствие заболевания или травмы прием пищи естественным путем невозможен или ограничен. Поступление в организм питательных веществ при парентеральном питании обеспечивается путем внутривенного введения специально предназначенных для этой цели препаратов.

Исключительно важная задача парентерального питания - восполнение белковых потребностей - осуществляется введением азотсодержащих препаратов, выпускаемых в виде белковых гидролизатов, или растворов синтетических смесей кристаллических аминокислот. Введение этих препаратов позволяет восполнить азотистые потери, но практически мало влияет на общий энергетический баланс организма.

Общие энергетические потребности организма при парентеральном питании покрываются за счет введения препаратов энергетического назначения (растворы глюкозы, других углеводов, многоатомных спиртов), среди которых важное место занимают жировые эмульсии для внутривенного введения. Препараты эмульгированных жиров для парентерального питания, по сравнению с белковыми и углеводными, отличаются наиболее высокой энергетической ценностью, что облегчает составление парентеральных рационов без повышения физиологически допустимых количеств вводимой жидкости, что наблюдается при введении растворов, содержащих углеводы.

Значение жировых эмульсий в парентеральном питании не ограничено их энергетической ценностью. Входящие в состав этих препаратов растительные жиры и фосфолипиды содержат значительное количество незаменимых полиненасыщенных жирных кислот (линолевой, линоленовой, арахидиновой), которые выполняют исключительно важную роль в обменных процессах, составляют постоянные структурные элементы клеточных мембран (мембранные липиды) и являются предшественниками тканевых гормонов - простагландинов. В состав растительных эмульгирующих жиров входят жирорастворимые витамины А, Д, Е, К. Жировые эмульсии, в связи со сказанным, в настоящее время рассматриваются как источники эссенциальных липидов для организма и как незаменимые компоненты парентерального питания.

Размер частиц диспергированного масла в эмульсиях во много раз меньше диаметра эритроцитов (7-8 мкм). Основная масса частиц в жировых эмульсиях имеет размер 0,5 - 1,0 мкм, т.е. соответствует размерам хиломикронов крови. Эмульсии для парентерального питания можно отнести к лекарственным формам третьего поколения, так как масло может инкорпорировать в себя липофильные вещества, тем самым создавая «микрорезервуары», содержащие лекарственные вещества.

Для стабилизации жировых эмульсий в их составы вводят ПАВ, которые образуют вокруг жировых микрокапель молекулярные слои, ориентированные гидрофобными (липофильными) радикалами к жиру и гидрофильными к водной фазе. Так создаются структуры, известные под названием липосом (ЛС).

Наиболее часто в качестве эмульгаторов применяют фосфолипиды (ФЛ), выделенные из яичного желтка, мозга крупного рогатого скота, подсолнечника, сои.

Состав эмульгатора подбирается в зависимости от состава эмульсии и концентрации нейтральных липидов. Это такие, которые содержат фосфатидилхолин, сфингомиелин, фосфатидил-этаноламин, фосфатидилсерин.

Фосфолипиды практически не проявляют фармакологического действия, но являются полезными для организма фосфорсодержащими энергетическими соединениями. Выполняя функцию стабилизатора, они являются одновременно и нужными веществами для ослабленного организма больного.

Обязательным условием является отсутствие в составе эмульгаторов веществ с высокой гемолитической активностью, которые образуют малоактивный комплекс с протромбином, что в свою очередь приводит к снижению скорости взаимодействия активной протромбиназы с протромбином и, следовательно, к замедленному образованию продукта активации - тромбина. Активность тромбина снижается, а это приводит к замедлению воздействия тромбина с фибриногеном и замедлению образования мономерного фибрина.

Оптимальный размер частиц эмульсий для парентерального питания (не более 0,8-1 мкм) получают с помощью методов механического и ультразвукового диспергирования. Сложным вопросом технологии жировых эмульсий являются вопросы их стерилизации (кроме эмульсий, полученных методом ультразвукового диспергирования). В настоящее время основным способом стерилизации является термическая обработка, однако это приводит к окислению фосфолипидов и триглициридов, что снижает устойчивость жировых эмульсий при хранении. Более прогрессивным методом стерилизации является ультрафильтрация через различные мембранные фильтры.

Медицинской промышленностью зарубежных стран выпускаются и широко используются в лечебной практике такие препараты жировых эмульсий для парентерального питания, как «Интралипид» (Швеция), «Липофундин» (ФРГ, Финляндия), «Венолипид» (Япония), «Липозин» (США и другие. Отечественная фармацевтическая практика (Львовский НИИ гематологии и переливания крови) выпускает препарат «Липидин», который представляет собой 20% эмульсию подсолнечного масла, стабилизированную 1% растительным фосфатидилхолином.

К настоящему времени определяется довольно однотипный, не только в качественном, но и в количественном отношении состав жировых эмульсий для парентерального питания: фракционированное и специально очищенное растительное масло (соевое, подсолнечное, оливковое и др.) - 10-20%, фракционированные фосфолипиды (соевые, яичные) - 1,2%, углеводная добавка для обеспечения изотоничности (глицерин, ксилит, сорбит) и вода для инъекций. В эмульсии вводят также токоферолы и метионин для достижения антиоксидантного эффекта и улучшения утилизации жира.

Энергетическая ценность одного флакона у всех жировых эмульсий составляет 1000 ккал. Поэтому их использование предусматривается в послеоперационный период, при заболеваниях пищеварительного тракта, в случае бессознательных состояний, при голодании.

Особую группу составляют жировые эмульсии, содержащие различные лекарственные вещества, способные доставлять препараты в определенные органы и ткани - «ультраэмульсии». Они способны проходить через гематоэнцефалический барьер, избирательно накапливаться в глиобластоме и саркоме (например, жирорастворимый цитостатик), с их помощью можно доставлять в ткани транквилизаторы, витамины и другие лекарственные вещества.

Разработка и приготовление жировых эмульсий для парентерального питания, отличающихся сверхвысокой дисперсностью, сохраняющихся годами, нетоксичных, апирогенных, пригодных для внутривенного введения в больших дозах (до 200 г жира в сутки для взрослого человека) представляет весьма сложную и ответственную задачу. Жировые эмульсии для парентерального питания на сегодняшний день самые сложные по своей физико-химической природе препараты в трансфузиологии.

В то же время нельзя не учитывать, что ввиду своих физико-химических особенностей эти препараты весьма уязвимы к всевозможным неблагоприятным механическим, физическим и другим воздействиям, таким как длительное хранение при комнатной температуре, замерзание, частые взбалтывания, воздействие солнечного света и т.п., которые могут привести к нарушению их стабильности и накоплению продуктов окисления - перекисей, альдегидов, кетонов, что отрицательно отражается на их безвредности.

Обязательными для дачи заключения о пригодности для клинического применения препаратов жировых эмульсий для парентерального питания следует считать следующие исследования:

  • 1. визуальное исследование препарата;
  • 2. проверка стабильности эмульсии методом центрифугирования;
  • 3. измерение диаметра микрочастиц масла в эмульсии под иммерсионным микроскопом;
  • 4. определение рН эмульсии;
  • 5. контроль стерильности;
  • 6. испытания на общую токсичность;
  • 7. испытания на пирогенность.

Антигемолитические эмульсии. Исследования фосфатидилэтаноламина (ФЭ) яичного желтка показали, что он способен задерживать гемолиз эритроцитов. Создание на его основе липидной эмульсии позволяет предотвратить специфический иммунный гемолиз эритроцитов. Однако, созданные до настоящего времени препараты задерживают гемолиз лишь на 40-60%. Максимально высоким эффектом обладают препараты, содержащие не менее 60-65% фосфатидилэтаноламина.

Жировые эмульсии, созданные на его основе укрепляют на мембрану эритроцитов, инактивируют комплемент сыворотки крови и задерживают гемолиз на 95-100%. Одним из препаратов этой группы жировых эмульсий является «Аминофосфатид», который содержит до 3% фосфолипидов, среди которых: 60-65% фосфатидилэтаноламина, 20-30% фосфатидилхолина, 10-20% сфингомиелина и цереброзид. Препарат апирогенен, безвреден и применяется внутривенно при лечении гемолитических явлений различной этиологии.

Эмульсии для кровезамещения. Широкое распространение получили эмульсии на основе фторуглеродных соединений, использование которых предназначено для переноса кислорода в организме. Роль стабилизатора в них выполняют фосфолипиды, выделенные из различных природных источников. При этом использование липидных эмульгаторов зависит от их биологической активности, структуры и жирокислотного состава липида. Оптимальным эмульгатором этой группы препаратов считают фосфолипид, содержащий 20% фосфатилидэтаноламина, 60% фосфатидилхолина и 20% холестерина. Такой эмульгатор с высокой эмульгирующей активностью, получают из яичного желтка. Он представляет собой спиртовой раствор липида, содержащий 18-21% фосфатилидэтаноламина, 15-18% холестерина, 47-55% фосфатидилхолина, остальное приходится на сфингомиелин и лизофосфатидилхолин.

Основными требованиями к подобным веществам являются безвредность, апирогенность, негемолитичность, что позволяет использовать их при лечении геморрагического шока, кардиоплегии, регионарной перфузии конечностей, кровезамещении.

Использование липидных лечебных эмульсий расширяет арсенал лечебных препаратов из природного сырья. Поиски новых лекарственных средств в этом направлении является актуальным.

Лекция 8. Понятие о грубодисперсных системах. Общая характеристика эмульсий, суспензий, пен, порошков.

Системы, в которых размер частиц дисперсной фазы не менее 10-5см, называются грубодисперсны-ми. Это гетерогенные системы и обладают сильно развитой поверхностью раздела фаз. К ним отно-сятся эмульсии, пены, порошки, суспензии.

1. Эмульсии. Эмульсия – система «жидкость – жидкость» (ж/ж). Для образования эмульсии обе жидкости должны быть нерастворимы или мало растворимы друг в друге, а в системе должен присутствовать стабилизатор, называемый эмульгатором. Эмульсия тем седиментаци-онно устойчивее, чем ближе плотность обоих фаз. Отличительной особенностью эмульсий является сферическая форма частиц (капель). Эмульсии классифицируются:

1.По состоянию дисперсной среды и дисперсной фазы:

А) масло в воде (м/в) – например, молоко, мясной бульон, сливки, соусы;

Б) вода в масле (в/м) – например, майонез, масляный крем, масляные пасты, маргарин. Для эмульсий характерным является свойство обращения фаз. При введении в эмульсию в условиях интенсивного перемешивания большого количества поверхностно-активных веществ (ПАВ), являю-щегося стабилизатором эмульсии противоположного типа, первоначальная эмульсия может обра-щаться, т.е. дисперсная фаза становится дисперсионной средой и наоборот (масло + вода = вода + масло)

2.По концентрации:

а) Разбавленные 0,01 – 0,1%;

б) Концентрированные до 74%;

в) Высоко концентрированные до 90%. Все эмульсии термодинамически нестабильные структуры, за исключением критических эмульсий. Это структуры двух ограниченно растворимых жидкостей при температуре, близкой к критической. Седиментационная устойчивость эмульсий аналогична суспензиям. Агрегативная неустойчивость проявляется в самопроизвольном образовании агрегата капелек с последующим их слиянием (коа-лесценция). Количественно это характеризуется скоростью расслоения или временем жизни отдель-ных капелек в контакте с другими. Велико значение эмульсий и эмульгирования в кулинарной практике. Физиология питания ставит перед технологией приготовления пищи задачу не только увеличить усвояемость пищи, но и умень-шит энергетические затраты на её усвоение и облегчить процесс биохимических процессов в пище-варительном тракте.

2. Пены. Типичные пены представляют собой сравнительно весьма грубые высоко концентри-рованные дисперсии газа в жидкости. Пузырьки газа имеют размер порядка от несколько миллиметров, а иногда и сантиметров. Благодаря избытку газовой фазы и взаимному сдавли-ванию пузырьков, они имеют не сферическую, а полиэдрическую форму. Стенки их состоят из весьма тонких пленок жидкой дисперсионной среды. Вследствие этого пены имеют сото-образную структуру, большой размер отдельных пузырьков и тесное расположение их исклю-чают возможность броуновского движения. Кроме того, в результате особой структуры пены обладают некоторой механической прочностью. Пены образуются при диспергировании газа в жидкости в присутствии стабилизатора. Без стабилизатора устойчивые пены не получаются. Прочность и продолжительность существования пены зависит от свойств и содержания пенообразователя, адсорбированного на межфазной границе. Устойчивость пен зависит от следующих основных факторов:

а) Природы и концентрации пенообразователя.

Б)Температуры (чем выше температура, тем ниже устойчивость, т.к. уменьшается вязкость межпу-зырьковых слоев и происходит десорбция стабилизатора, т.е. увеличивается растворимость поверх-ностно-активных веществ (ПАВ) в воде). К пенам относятся в пищевой промышленности следующие пищевые продукты: хлеб, суфле, мусс, зефир, пастила и др.

3. Суспензии. Формально суспензии от лиозолей (коллоидных растворов) отличаются только размерами частиц дисперсной фазы. Размеры твердых частиц в суспензиях (более 10-5 см.) могут быть на несколько порядков больше, в лиозолях (10-7-10-5 см). Это количественное различие обусловливает чрезвычайно важную особенность суспензий: в большинстве суспен-зий частички твердой фазы не участвуют в броуновском движении. Поэтому свойства суспензий существенно отличаются от свойств коллоидных растворов; их рассматривают как самостоятельный вид дисперсных систем. Суспензии классифицируются по нескольким признакам:

1. По природе дисперсионной среды: органосуспензии (дисперсионная среда - органическая жид-кость) и водные суспензии.

2. По размерам частиц дисперсной фазы: грубые суспензии (d > 10-2 см), тонкие суспензии (-5Ч10-5< d < 10-2 см), мути (1Ч10-5< d < 5Ч10-5 см).

3. По концентрации частиц дисперсной фазы: разбавленные суспензии (взвеси) и концентрирован-ные суспензии (пасты). В разбавленных суспензиях частицы свободно перемещаются в жидкости, сцепление между части-цами отсутствует и каждая частица кинетически независима. Разбавленные суспензии - это свобод-нодисперсные бесструктурные системы. В концентрированных суспензиях (пастах) между частица-ми действуют силы, приводящие к образованию определенной структуры (пространственной сетки). Таким образом, концентрированные суспензии - это связнодисперсные структурированные системы. Конкретные значения концентрационного интервала, в котором начинается структурообразование, индивидуальны и зависят, в первую очередь от природы фаз, формы частиц; дисперсной фазы, тем-пературы, механических воздействий. Механические свойства разбавленных суспензий определяют-ся, главным образом, свойствами дисперсионной среды, а механические свойства связнодисперсных систем определяются, кроме того, свойствами дисперсной фазы и числом контактов между частица-ми. Суспензии, так же как и любую другую дисперсную систему, можно получить двумя группами методов: со стороны грубодисперсных систем - диспергационными методами, со стороны истинных растворов - конденсационными методами. Наиболее простым и широко распространенным как в промышленности, и в быту методом получе-ния разбавленных суспензий является взбалтывание соответствующего порошка в подходящей жид-кости с использованием различных не перемешивающих устройств (мешалок, миксеров и т. д.). Для получения концентрированных суспензий (паст) соответствующие порошки растирают с небольшим количеством жидкости. Так как суспензии отличаются от лиозолей только тем, что частицы в них на несколько порядков больше, все методы, которые используются для получения золей, можно применять и для получения суспензий. При этом необходимо, чтобы степень измельчания диспергациониыми методами была меньше, чем при получении лиозолей. При конденсационных методах конденсацию необходимо проводить так, чтобы образовывались частицы, имеющие размеры 10-5 – 10-2 см. Размер образую-щихся частиц зависит от соотношения скоростей образования зародышей кристаллов и их роста. При небольших степенях пресыщения обычно образуются крупные частицы, при больших - мелкие. Предварительное введение в систему зародышей кристаллизации приводит к образованию практически монодисперсных суспензий. Уменьшение дисперсности может быть достигнуто в результате изотермической перегонки при нагревании, когда мелкие кристаллы растворяются, а за их счет растут крупные. При этом должны соблюдаться условия, ограничивающие возможности значительного разрастания и сцепления частиц дисперсной фазы. Дисперсность образующихся суспензий можно регулировать также введением ПАВ. Суспензии очищают от примесей растворенных веществ диализом, электродиализом, фильтровани-ем, центрифугированием. Суспензии образуются также в результате коагуляции лиозолей. Следовательно, способы осуществ-ления коагуляции - это одновременно и методы получения суспензий. Отсутствие структуры в раз-бавленных суспензиях и наличие ее в концентрированных обусловливает резкое различие в свойст-вах этих систем.

суспензии. эмульсии .

Эмульсия – однородная по внешнему виду ЛФ, состоящая из взаимно растворимых тонко диспергированных жидкостей, предназначенная для внутреннего, наружного и парентерального применения.

Классификация эмульсий.

1.По исходному материалу : масляные и семенные;

2.По составу: простые (масло – липофильная жидкость, эмульгатор, вода – гидрофильная жидкость) и сложные (эмульсия, раствор, суспензия в различных сочетаниях).

3.По концентрации: разбавленные (дисперсная фаза занимает по объему доли процентов, например ароматные воды); концентрированные (единицы и десятки процентов); высококонцентрированные (пенообразованные).

4.По типу : эмульсии первого рода, прямые (масло в воде, дисперсная фаза распределена в водной дисперсионной среде); эмульсии второго рода, обратные (вода в масле, дисперсная фаза распределена в масляной дисперсионной среде; множественные эмульсии, в которых капли дисперсной фазы содержат в своем объеме более мелки капли дисперсионной среды).

5. По применению : для наружного применения (питательные и лечебные клизмы, очищающие эмульсии); для внутреннего применения (микстуры); для инъекционного введения (эмульсии для парентерального питания).

Нарушение устойчивости эмульсий при хранении связано с протеканием в системе процессов седиментации, коагуляции капель, коалесценции. Эффективным способом замедления переконденсации эмульсий является введение в состав дисперсной фазы добавок, практически не раситворимых в дисперсионной среде.

Эмульсии расслаиваются под влиянием сильных электролитов, дегидратирующих веществ (этанол, глицерина дистиллированного, сиропа сахарного); веществ кислого и щелочного характера; факторов внешней среды; механического воздействия температуры.

Возможность образования эмульсий, их тип и стабильность определяются поверхностными явлениями на границе раздела фаз и зависят прежде всего от наличия в системе ПАВ - эмульгаторов , их концентрации, молекулярного строения, гидрофильно-липофильного баланса.

Молекулы ПАВ обладают дифильными свойствами.

Молекулы эмульгатора располагаются строго определенным образом в зависимости от характера групп его молекул.

Стабилизаторами прямых эмульсий являются водорастворимые ПАВ с высоким значением гидрофильно-липофильного баланса (более 8): анионные мыла (мыла щелочных металлов), неионогенные (твины, этоксилаты спиртов), катионные (четвертичные аммониевые соли), высокомолекулярные ПАВ как природные (полисахариды, белки), так и синтетические (поливиниловый спирт).

Для стабилизации обратных эмульсий используют мыла переходных металлов, моноалканоламиды, неионогенные ПАВ, этиленоксилаты высших спиртов и кислот.

Суспензия – ЖЛФ, представляющая дисперсную систему, в которой твердое вещество взвешено в жидкости, предназначенная для внутреннего, наружного и парентерального применения.

Классификация.

По применению : для внутреннего, наружного, инъекционного применения.

По характеру отпуска : готовые к применению; в виде гранулированных порошков, к которым перед применением добавляют воду очищенную или для инъекций.

По характеру частиц дисперсной фазы : суспензии гидрофильных веществ (висмута нитрат основной, цинка оксид, крахмал, магния оксид); суспензии гидрофобных веществ (парафин, ментол, тимол, камфора).

Устойчивость суспензий зависит от: формы частиц, их моно- или полидисперсности, размера, величины свободной поверхностной энергии, вязкости среды, соотношения плотностей дисперсной фазы и дисрперсионой среды, наличия ПАВ.

Суспензии должны обладать высокой агрегативной и кинетической устоичивостью, а также низкой скоростью седиментации.

Агрегативная устойчивость (способность противостоять укрупнению чпстиц и образованию агрнгатов) зависит от плотности, поверхностного электрического заряда частиц, потенциала, толщины ДЭС.

Кинетическая устойчивость – способность системы противостоять оседанию частиц, сохранять равномерное распределение частиц по всему объему или массе суспензии зависит от размера частиц, соотношения плотностей дисперсной фазы и дисперсионной среды.

Скорость седиментации прямо пропорциональна квадрату размера цастиц, разности плотностей дисперсеной фазы и дисперсионной среды и обратнопропорциональна вязкости.

Сызынская Екатерина

реферат сопровождается презентацией. Так как документ большой, он разбит на 3 части: начало, продолжение и окончание.

Скачать:

Предварительный просмотр:

https://accounts.google.com


Подписи к слайдам:

Взвеси Взвеси – дисперсные системы, в которых грубые (различимые на глаз) частицы твёрдого тела или капли жидкости равномерно распределены в объёме жидкой или газообразной среды. Взвеси - это непрозрачные дисперсионные системы, которые имеют размер фазы более чем 100 нм. Отдельные частицы этих систем можно увидеть даже невооруженным взглядом. Взвеси разделяют на три основных вида: Эмульсии (среда и фаза представляют собой нерастворимые друг в друге жидкости); Суспензии (среда – жидкость, а фаза – нерастворимое в ней твердое вещество); Аэрозоли (взвеси в газе мелких частиц жидкости или твердых веществ – туман, пыль, дым). Дисперсная фаза и дисперсная среда легко разделяются отстаиванием, фильтрованием. Выбор метода зависит от природы, структуры и плотности взвеси. Скорость осаждения гетерогенных частиц зависит от их размера.

Эмульсии. Эму́льсия (новолат. emulsio , от лат. emulgeo - дою, выдаиваю) - смесь двух или более жидкостей, которые в норме не смешиваются. Эмульсия – дисперсная система с жидкой дисперсионной средой и жидкой дисперсной фазой. Эмульсии являются обычно грубодисперсными системами, у которых капельки дисперсной фазы имеют размеры от 1000 нм до 50000 нм (1 мкм – 50 мкм).

Молоко – самая распространенная эмульсия

Микрофотография эмульсии молочного жира (1,5 % молоко), величина частиц 20 мкм (20000 нм).

Тип эмульсии зависит от состава и соотношения ее жидких фаз: Тип эмульсий Дисперсион-ная среда Дисперсная фаза Прямая Вода Масло Обратная Масло Вода

По агрегатной устойчивости, эмульсии делятся на две группы: Эмульсии разбавленные – неструктурированные жидкости (эмульсии низкой концентрации, в которых концентрация дисперсионной фазы мала - меньше 1%). Разбавленные эмульсии характеризуются своей устойчивостью в отсутствии специального эмульгатора (стабилизатора). При низкой концентрации вероятность столкновения капелек дисперсной фазы очень невелика. Эмульсии концентрированные и высококонцентрированные, в которых концентрация дисперсной фазы значительна (превышает 1%) - структурированные системы. В концентрированных эмульсиях слияние капелек происходит с большей скоростью и эмульсия за быстро разделяется на два слоя. Получение устойчивых концентрированных эмульсий возможно только в присутствии специальных эмульгаторов.

По химической природе эмульсии разделяются на: Лиофильные эмульсии образуются самопроизвольно и термодинамически устойчивы. К ним относятся т. н. критические эмульсии, образующиеся вблизи критической температуры смешения двух жидких фаз, а также некоторые смазочно-охлаждающие жидкости. Лиофобные эмульсии возникают при механическом, акустическом или электрическом эмульгировании (диспергировании), а также вследствие конденсационного образования капель дисперсной фазы в пересыщенных растворах или расплавах. Они термодинамически неустойчивы и длительно существуют лишь в присутствии эмульгаторов - веществ, облегчающих диспергирование и препятствующих коалесценции (слипанию).

Эмульсии образуются двумя путями: Путём дробления капель. Этот метод осуществляется путём медленного прибавления диспергируемого вещества в дисперсную систему в присутствии эмульгатора при непрерывном и сильном перемешивании. Путём образования плёнок и их разрыва на мелкие капли. Масляная плёнка разрывается пузырьками воздуха, выходящими из отверстия трубки, которая находится на дне сосуда. Образуются мелкие единичные капли.

Получение эмульсии

Коалесценция – процесс самопроизвольного слияния жидких капель, который заканчивается расслоением эмульсии на составляющие её жидкости. Получение устойчивых эмульсий возможно только в присутствии веществ, которые, адсорбируясь на поверхности капелек, препятствуют их слиянию и придают системе агрегатную устойчивусть. Вещества, которые обуславливают устойчивость (стабильность) эмульсии называются эмульгаторами. Выделяют несколько подгрупп стабилизирующих веществ: собственно, эмульгаторы; пенообразователи вещества, создающие условия для смешивания газообразной фазы в жидкие и твёрдые пищевые продукты; стабилизаторы пены вещества, добавляемые в жидкие взбитые продукты для предотвращения расслаивания пены.

Эмульгаторы - вещества, обеспечивающие создание эмульсий из несмешивающихся жидкостей. Эмульгаторы могут стабилизировать эмульсию путем: понижения межфазного поверхностного натяжения, придания частицам эмульсии одноименных электрических зарядов, образования из эмульгатора на поверхности капелек прочных магнитных пленок. Они защищают частицы эмульсии от взаимного слияния при их столкновении.

Для стабилизации применяют эмульгаторы: Поверхностно-активные вещества: (катионные, анионные, амфотерные, неионогенные), Гидроколлоиды растительного и животного происхождения (агар, пектин, желатин, хитозан, ланолин, холестерин, лецитин), Синтетические и полусинтетические полимеры (карбопол, метилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза и др.).

Ускорить процесс деэмульгирования можно различными способами: Химическое разрушение защитных пленок эмульгатора соответствующим реагентом. (Основой метода химического расщепления является нейтрализация отрицательного заряда.) Прибавление эмульгатора, способного вызвать обращение фаз эмульсии и снижающего этим прочность защитной пленки; Адсорбционное замещение эмульгатора более поверхностно-активным веществом, не обладающим способностью образовывать достаточно прочные пленки; Термическое разрушение (Расслоение эмульсий нагреванием); Механическое воздействие (К этому методу относится механическое разрушение стабилизированных пленок, например, сбивание сливок в масло. Центрифугирование также относится к механическому воздействию.) Действие электрического тока или электролитов (Разрушение эмульсий, стабилизированных электрическим зарядом частиц - эмульсии типа вода/ нефть).

Эмульсии широко используют в различных отраслях промышленности: Пищевая промышленность (сливочное масло, маргарин, молочные продукты); Мыловарение; Переработка натурального каучука; Строительная промышленность (битумные материалы, пропиточные композиции); Автомобильная промышленность (получение смазочно-охлаждающих жидкостей); Сельское хозяйство (пестицидные препараты); Медицина (производство лекарственных и косметических средств); Живопись (водоэмульсионные и др.краски).

Примеры продуктов, содержащих эмульгаторы: Майонез Сливочное масло Маргарины Шоколад Мороженое Соусы

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com


Подписи к слайдам:

Суспензии. Суспе́нзия (лат. suspensio , буквально - подвешивание, от лат. suspendo - подвешиваю) - смесь веществ, где твёрдое вещество распределено в виде мельчайших частичек в жидком веществе во взвешенном (неосевшем) состоянии. Суспензия - это грубодисперсная система с твёрдой дисперсной фазой (частицы твердого вещества размером, более 100 нм) и жидкой дисперсионной средой. Обычно частицы дисперсной фазы настолько велики (более 10000 нм), что оседают под действием силы тяжести (седиментируют). Суспензии, в которых осаждение идёт очень медленно из-за малой разницы в плотности дисперсной фазы и дисперсионной среды, иногда называют взвесями. В большинстве суспензий частички твердой фазы не участвуют в броуновском движении и быстро оседают.

Суспензии классифицируются по нескольким признакам: 1. По природе дисперсионной среды: органосуспензии (дисперсионная среда - органическая жидкость), водные суспензии. 2. По размерам частиц дисперсной фазы: грубые суспензии (d > 100000 нм), тонкие суспензии (500 нм

В разбавленных суспензиях частицы свободно перемещаются в жидкости, сцепление между частицами отсутствует и каждая частица кинетически независима. Разбавленные суспензии - это свободнодисперсные бесструктурные системы. В концентрированных суспензиях (пастах) между частицами действуют силы, приводящие к образованию определенной структуры (пространственной сетки). Таким образом, концентрированные суспензии - это связнодисперсные структурированные системы.

Суспензии можно получить: со стороны грубодисперсных систем - диспергационными методами, со стороны истинных растворов - конденсационными методами, суспензии образуются также в результате коагуляции лиозолей.

Молекулярно-кинетические свойства суспензий: Молекулярно-кинетические свойства суспензий отличаются в зависимости от размеров частиц суспензий: Для частиц 1000 нм – 100 нм наблюдается седиментационно-диффузионное равновесие. Для частиц 1000 нм – 100000 нм броуновское движение практически отсутствует и для них характерна быстрая седиментация (осаждение). Если частицы крупные, то осадок получается более плотным из-за значительной силы тяжести, Если частицы очень мелкие, то и в агрегативно устойчивой системе из-за малой силы тяжести образуется чрезвычайно подвижный осадок.

Суспензии: пульпа, ил, взвесь, жемчуг, вода в граните, вода в бетоне, краски, пасты, латексы, тушь, помада, мази.

Ла́текс (англ. latex , нем. Latex m, Kautschukmilch f) - общее название эмульсий дисперсных полимерных частиц в водном растворе. В природе встречается в виде молочка, которое выделяют различные растения, в частности бразильская гевея, одуванчик и др. Латекс - микрогетерогенные природные (млечный сок каучуконосных растений) или искусственные системы, которые представляют собой водные дисперсии коллоидных каучуковых частиц (глобул), стабилизированных поверхностно-активными веществами эмульгаторами.

Устойчивость суспензий: Седиментационная устойчивость суспензии - это способность суспензии сохранять неизменным во времени распределение частиц по объему системы, т. е. способность системы противостоять действию силы тяжести. Агрегативная устойчивость суспензии - это способность сохранять неизменной во времени степень дисперсности т. е. размеры частиц и их индивидуальность. Устойчивость суспензии обусловлена: силой тяжести; межмолекулярным притяжением частиц; силами отталкивания между частицами. При нарушении агрегативной устойчивости суспензии происходит коагуляция - слипание частиц дисперсной фазы.

Для достижения агрегативной устойчивости суспензии необходимо выполнение, по крайней мере, одного из двух условий: смачиваемость поверхности частиц дисперсной фазы дисперсионной средой; наличие стабилизатора. Первое условие. Если частицы суспензии хорошо смачиваются дисперсионной средой, то на их поверхности образуется оболочка, обладающая упругими свойствами и препятствующая соединению частиц в крупные агрегаты. Второе условие. Если частицы суспензии не смачиваются или плохо смачиваются дисперсионной средой, то используют стабилизатор. Стабилизатор - это вещество, добавление которого в дисперсную систему повышает ее агрегативную устойчивость, т. е.препятствует слипанию частиц.

Оптические свойства разбавленных суспензий: Длины волн видимой части спектра лежат в пределах от 400 нм (фиолетовый свет) до 700 нм (красный свет). Световая волна, проходя через суспензию, может: поглощаться (тогда суспензия окрашена), отражаться от поверхности частиц дисперсной фазы по законам геометрической оптики (тогда суспензия выглядит как мутная), в высокодисперсных суспензиях - мутях (500 нм) может наблюдаться светорассеяние. В оптический микроскоп видны частицы, размер которых не менее 500 нм, что соответствует большинству разбавленных суспензий.

Взвешенная в воде мука (выглядит светло-голубой; этот эффект объясняется тем, что синий свет рассеян частицами муки более сильно, чем красный свет). мука в воде

Аэрозоли. Аэрозо́ль - (от греч. а er – воздух и лат. sol (utio) – раствор), дисперсная система, состоящая из мелких твёрдых или жидких частиц, взвешенных в газовой среде (обычно в воздухе). Аэрозоли, дисперсная фаза которых состоит из капелек жидкости, называются туманами, а в случае твёрдой дисперсной фазы - дымами; пыль относят к грубодисперсным аэрозолям. Размеры частиц в аэрозолях изменяются от нескольких миллиметров до 0,1 нм. Образуются при механическом измельчении и распылении твёрдых тел или жидкостей, дроблении, истирании, взрывах, горении, распылении в пульверизаторах.

Особенностями аэрозолей являются малая вязкость газовой дисперсионной среды и большой пробег молекул газа по сравнению с размером частиц. Поэтому, несмотря на сравнительно большой размер частиц в аэрозолях происходит интенсивное броуновское движение. Вследствие интенсивного броуновского движения и отсутствия факторов стабилизации, аэрозоли агрегатно неустойчивы. Частицы объединяются в крупные агрегаты, быстро оседающие в газовой среде.

Естественные аэрозоли Естественные аэрозоли образуются вследствие природных сил, например при вулканических извержениях, сочетании эрозии почвы с ветром, явлениях в атмосфере. Аэрозоли широко распространены в природе, к ним относятся: туманы, облака, грозовые тучи, почвенная и вулканическая пыль, взвешенная в воздухе, пыльные и песчаные бури (самум) и т. д. Облака – важнейшее звено в круговороте воды в природе; поглощая солнечные лучи и тепловое излучение Земли, они умеряют и жару, и холод. Пыльца многих растений распространяется ветром в виде аэрозоля. (Поля злаковых растений, цветение березы, тополя и т.д.) Так же распространяются многие семена и особенно споры. Аэрозоли – туманы над морским прибоем, вблизи водопадов и фонтанов, возникающая в них радуга доставляет человеку радость, эстетическое удовольствие.

Искусственные аэрозоли образуются в результате хозяйственной и производственной деятельности человека при измельчении горных и рудных пород, добыче каменного и бурого угля, сверлении, шлифовке различных материалов, неполном сгорании топлива в силовых установках, при сельскохозяйственных работах, переработке сельскохозяйственной продукции и др.

В зависимости от размеров частиц дисперсной фазы в аэрозолях различают: пыль (величина частиц более 10000 нм), облака (10000 нм – 100 нм), дымы (100 нм – 1 нм).

Разновидности аэрозолей: По химическому происхождению различают органические и неорганические. По токсичности - токсичные и нетоксичные аэрозоли. Биологические аэрозоли - аэрозоли, частицы которых несут на себе жизнеспособные микроорганизмы или токсины. Радиоактивные аэрозоли - естественные или искусственные аэрозоли с радиоактивной дисперсной фазой.

Биологические аэрозоли. В результате испарения и высыхания жидкости и попадания с пылью в воздух экскрементов больных животных и человека, а также при выделении в воздух больными при кашле и чиханье возбудителей некоторых инфекционных болезней образуются биологические аэрозоли. В организм человека они попадают в основном через органы дыхания. В определенных условиях при попадании в организм аэрозоли способны вызывать профессиональные и аллергические заболевания: пневмокониозы, пневмомикозы, бронхиты, бронхоальвеолиты, бронхиальную астму и др.

Токсичные аэрозоли вызывают острые и хронические отравления. В воздухе производственных помещений и рабочей зоны и в воздухе населенных мест концентрация опасных для здоровья веществ в виде аэрозолей регламентируется предельно допустимыми концентрациями. Радиоактивные аэрозоли, частицы которых содержат радиоактивные изотопы, характеризуются, кроме обычных для аэрозолей показателей, величиной радиоактивности в частице, распределением радиоактивности по объему аэрозоля и др. Концентрация радиоактивных аэрозолей выражается в виде количества радиоактивности на единицу объема воздуха. Основная опасность радиоактивных аэрозолей заключается в попадании их в организм человека, где они либо откладываются в тканях легких, либо поступают в кровоток и распределяются в различных органах и тканях. В производственных условиях концентрация радиоактивных аэрозолей регламентируется "Нормами радиационной безопасности" (НРБ).

Пропелленты Пропеллент – газообразующий компонент аэрозоля, на потенциальной энергии которого основан принцип вытеснения содержимого баллона и его диспергирования. Он должен отвечать следующим требованиям: быть негорючим и невзрывоопасным; быть биологически безвредным; не оказывать раздражающего действия на кожу и слизистые оболочки; обладать химической совместимостью с лекарственными веществами; быть химически стойким и не подвергаться гидролизу; быть химически индифферентным к упаковке - аэрозольному баллону; не иметь запаха, вкуса и цвета; легко превращаться в жидкость при небольшом избыточном давлении (если его предполагается использовать в сжиженном виде).

Классификация пропеллентов: 1. Сжиженные газы. Фреоны (хладоны) фторхлорпроизводные метана, этана, пропана Насыщенные углеводороды парафинового ряда (пропан, бутан, изобутан) Хлорзамещенные углеводороды (винилхлорид, метилхлорид, этилхлорид, метиленхлорид и метил-хлороформ) 2. Сжатые газы (трудносжижаемые). Азот Азота закись Углерода диоксид 3. Легколетучие органические растворители. (диметиловый, метилэтиловый и диэтиловый эфиры).

Лаки, краски в аэрозольной упаковке, автомобильные масла, клеи, монтажные пены, антикоррозионные составы, защитные пленки, составы, очищающие механизмы от масла и пр. В аэрозольных упаковках выпускают пищевые продукты: кремы, сбитые сливки, приправки для салатов, майонез, томатный соус, сливочное масло и др. Всё жидкое и твёрдое топливо сжигается в виде аэрозолей. Аэрозоли успешно применяют для борьбы с градобитием.

Наиболее значимым применением аэрозолей - использование их в медицине: введение аэрозолей в дыхательные пути, в различные полости организма или наносят на пораженные участки кожи, аэрозольная иммунизация людей и домашних животных. Медицинские аэрозоли – это аэрозольные препараты, используемые для применения терапевтически активных компонентов в виде измельченных частиц или туманоподобных жидкостей для лечения органов дыхания и быстрого общего действия или для местного действия в органах дыхания. Фармацевтические аэрозоли – это аэрозольные препараты, содержащие терапевтически активные компоненты для местного применения. К этой группе относятся аэрозоли, предназначенные для введения, например, в глаза, ухо, горло, нос и пр.

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com


Подписи к слайдам:

Некоторые аэрозоли приносят большой вред. Огромную опасность представляют радиоактивные аэрозоли, образующиеся при атомных взрывах, при добыче и переработке расщепляющихся материалов. Пыль, содержащая кремнезём, вызывает тяжёлое заболевание лёгких – силикоз, не менее опасна бериллиевая, свинцовая, хромовая, цементная пыль. Поэтому борьба с производственной пылью - одна из важнейших задач промышленной гигиены. Бактериальные аэрозоли, содержащие болезнетворные микроорганизмы и образующиеся при кашле и чихании больных, могут служить источником инфекционных болезней, в том числе гриппа. Природные туманы препятствуют посадке самолётов. Пыльные бури - настоящее бедствие для жарких, сухих безлесных местностей. Борьба с аэрозольным загрязнением атмосферы в промышленных центрах - одна из важных проблем. Аэрозоли уменьшают прозрачность атмосферы, угнетают рост растений, являются причиной смога в промышленных районах, загрязняют окружающую среду, способствуют порче зданий и оборудования.

Пены – дисперсионная среда – жидкость, дисперсная фаза – газ.

Предварительный просмотр:

Взвеси - это непрозрачные дисперсионные системы, которые имеют размер фазы более чем 100 нм. Отдельные частицы этих систем можно увидеть даже невооруженным взглядом. Данные системы разделяют на три основных вида:

  1. Эмульсии (среда и фаза представляют собой нерастворимые друг в друге жидкости);
  2. Суспензии (среда – жидкость, а фаза – нерастворимое в ней твердое вещество);
  3. Аэрозоли (взвеси в газе мелких частиц жидкости или твердых веществ – туман, пыль, дым).

Дисперсная фаза и дисперсная среда легко разделяются отстаиванием, фильтрованием. Выбор метода зависит от природы, структуры и плотности взвеси. Скорость осаждения гетерогенных частиц зависит от их размера.

Эмульсии.

Эму́льсия (новолат. emulsio, от лат. emulgeo - дою, выдаиваю) - смесь двух или более жидкостей, которые в норме не смешиваются. Строго говоря – дисперсная система с жидкой дисперсионной средой и жидкой дисперсной фазой.

Эмульсии являются обычно грубодисперсными системами , у которых капельки дисперсной фазы имеют размеры от 1000 нм до 50000 нм (1 мкм – 50 мкм). Эмульсии состоят из несмешиваемых жидкостей, причем если одна из жидкостей является полярной (например, вода), то вторая - неполярная или малополярная (например, органическая жидкость). Малополярные органические жидкости - бензол, бензин, керосин, анилин, масло и др. независимо от их химической природы, называют маслом. Молоко - одна из первых изученных эмульсий, в нём капельки жира распределены в водной среде. Млечный сок каучуконосных растений - углеводород каучука диспергированы в воде. Оба эти вещества почти совершенно не растворяются в дисперсионной среде, т.е. в воде.

Тип эмульсии зависит от состава и соотношения ее жидких фаз:

Изменение состава эмульсий или внешнее воздействие могут привести к превращению прямой эмульсии в обратную или наоборот.

По своим свойствам, в первую очередь по агрегатной устойчивости, эмульсии делятся на две группы:

  1. Эмульсии разбавленные – неструктурированные жидкости (эмульсии низкой концентрации, в которых концентрация дисперсионной фазы мала - меньше 1%).
  2. Эмульсии концентрированные и высококонцентрированные, в которых концентрация дисперсной фазы значительна (объемная концентрация превышает 1%) - структурированные системы.

Разбавленные эмульсии характеризуются своей устойчивостью в отсутствии специального эмульгатора (стабилизатора). Обычно концентрация таких эмульсий не превышает 0,1 - 0,01%, благодаря чему вероятность столкновения образующих их капелек дисперсной фазы очень невелика.

В концентрированных эмульсиях слияние капелек происходит с большей скоростью и эмульсия за короткий промежуток времени разделяется на два слоя. Получение устойчивых концентрированных эмульсий возможно только в присутствии специальных эмульгаторов.

По химической природе эмульсии разделяются на лиофильные и лиофобные :

  1. Лиофильные эмульсии образуются самопроизвольно и термодинамически устойчивы. К ним относятся т. н. критические эмульсии, образующиеся вблизи критической температуры смешения двух жидких фаз, а также некоторые смазочно-охлаждающие жидкости.
  2. Лиофобные эмульсии возникают при механическом, акустическом или электрическом эмульгировании (диспергировании ), а также вследствие конденсационного образования капель дисперсной фазы в пересыщенных растворах или расплавах . Они термодинамически неустойчивы и длительно существуют лишь в присутствии эмульгаторов - веществ, облегчающих диспергирование и препятствующих коалесценции (слипанию).

Для получения эмульсии две несмешивающиеся жидкости подвергают процессу эмульгирования, состоящему в том, что механическим встряхиванием, разбиванием особыми лопастными мешалками или продавливанием через узкие щели жидкости раздробляются друг в друге. В технике имеется большое число механизмов, где диспергирование осуществляется или благодаря простому разбиванию сравнительно больших капель на более мелкие, или растяжением жидкости в пленку, которая, разрываясь, дает массу мелких капелек. Для получения особовысокодисперсных эмульсий применяется ультразвуковой метод.

Эмульсии образуются двумя путями:

  1. путём дробления капель.

Этот метод осуществляется путём медленного прибавления диспергируемого вещества в дисперсную систему в присутствии эмульгатора при непрерывном и сильном перемешивании. Главными факторами, от которых зависит степень дисперсности частиц получаемой эмульсии и её устойчивость, является скорость перемешивания, скорость введения диспергируемого вещества, его количество, природа эмульгатора и его концентрация , температура и среды.

  1. путём образования плёнок и их разрыва на мелкие капли.

Механизм образования состоит в следующем. Жидкость, образующая дисперсную фазу (например, масло), при медленном прибавлении к дисперсионной среде образует плёнку. Эта плёнка разрывается пузырьками воздуха, выходящими из отверстия трубки, которая находится на дне сосуда. Образуются мелкие единичные капли. Одновременно пузырьки воздуха энергично размешивают всю жидкость и этим самым способствуют дальнейшему эмульгированию. В настоящее время для получения концентрированной эмульсии масла с водой её подвергают действию ультразвука .

Эмульсии, полученные из чистых жидкостей, обычно очень неустойчивые, со временем самопроизвольно разрушаются, капельки при соприкосновении друг с другом сливаются и дисперсная система постепенно расслаивается на две несмешивающиеся жидкости.

Коалесценция – процесс самопроизвольного слияния жидких капель, который заканчивается расслоением эмульсии на составляющие её жидкости.
Подобно коллоидным системам, получение устойчивых эмульсий возможно только в присутствии веществ, которые, адсорбируясь на поверхности капелек, препятствуют их слиянию и придают системе агрегатную устойчивусть. Вещества, которые обуславливают устойчивость (стабильность) эмульсии называются эмульгаторами.

Эмульгаторы - вещества, обеспечивающие создание эмульсий из несмешивающихся жидкостей .

  1. Эмульгаторы, в зависимости от их химической природы, могут стабилизировать эмульсию путем: понижения межфазного поверхностного натяжения,
  2. придания частицам эмульсии электрических зарядов, одинаковых по знаку,
  3. образования из эмульгатора на поверхности капелек механически прочных магнитных пленок. Такие пленки защищают частицы эмульсии от взаимного слияния при их столкновении.

К эмульгаторам, способным образовывать прочные защитные пленки, относятся высокомолекулярные соединения, например, сапонин, белки (желатин, казеин), каучук, смолы, соли жирных кислот (мыла) и др. Указанные вещества, особенно мыла, обладая некоторой поверхностной активностью, адсорбируются на поверхности капель эмульсии и образуют структурированную оболочку, которая является вязкой, прочной и упругой. При соударении частиц такая оболочка обычно не разрушается и не выдавливается, благодаря чему эмульсии и приобретают высокую устойчивость.
Наибольший интерес представляют собой желатированные или твердые эмульсии. В них, как и в подобных суспензиях, стабилизирующее действие эмульгатора переходит в структуризующее.
Желатированные эмульсии характеризуются большой устойчивостью, прочностью и другими механическими свойствами, которые обусловлены наличием в них тончайшей структуры. Эта структура - сетка-каркас из двухмерного студня, построенного из высокополимерного эмульгатора. Примерами таких эмульсий являются консистентные смазки, маргарин, сливочное масло, густые кремы. Обычными эмульсиями являются молоко, сливки, жидкости, применяемые при обработке металлов.

Для стабилизации применяют эмульгаторы:

  1. Поверхностно-активные вещества : (катионные, анионные, амфотерные, неионогенные),
  2. Гидроколлоиды растительного и животного происхождения (агар, пектин, желатин, хитозан, ланолин, холестерин, лецитин ),
  3. Синтетические и полусинтетические полимеры (карбопол, метилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза и др.).

На практике иногда возникает необходимость ускорить процесс разрушения эмульсий в случаях, когда наличие эмульсии затрудняет дальнейшую обработку или применение материала (например, разрушение эмульсии в сырой нефти). Ускорить процесс разрушения можно всеми путями, ведущими к уменьшению прочности защитной пленки эмульгатора и увеличению возможности соприкосновения частиц друг с другом.
Ускорить процесс разрушения эмульсии можно различными способами:

  1. Химическое разрушение защитных пленок эмульгатора соответствующим реагентом . Основой метода химического расщепления является нейтрализация отрицательного заряда. На этом принципе основано действие органических деэмульгаторов.
  2. Прибавление эмульгатора , способного вызвать обращение фаз эмульсии и снижающего этим прочность защитной пленки (стабилизированная натриевым мылом эмульсия типа в/м - при введении солей кальция - будет находится в менее стойком состоянии);
  3. Адсорбционное замещение эмульгатора более поверхностно-активным веществом, не обладающим способностью образовывать достаточно прочные пленки;
  4. Термическое разрушение (Расслоение эмульсий нагреванием);
  5. Механическое воздействие (К этому методу относится механическое разрушение стабилизированных пленок, например, сбивание сливок в масло. Центрифугирование также относится к механическому воздействию.)
  6. Действие электрического тока или электролитов (Разрушение эмульсий, стабилизированных электрическим зарядом частиц - эмульсии типа вода/ нефть).

Эмульсии широко используют в различных отраслях промышленности:

На практике чаще всего встречаются водные эмульсии, т.е. эмульсии в которых одной из двух жидкостей является вода. Эмульсии находят применение во многих химико-технологических процессах - в мыловарении, в производстве молочных продуктов, в производстве эмульсионных красок, в производстве каучуков путем полимеризации, в производстве пластмасс и в других производствах.

  1. Пищевая промышленность (сливочное масло , маргарин , молочные продукты);
  2. Мыловарение;
  3. Переработка натурального каучука ;
  4. Строительная промышленность (битумные материалы, пропиточные композиции);
  5. Автомобильная промышленность (получение смазочно-охлаждающих жидкостей);
  6. Сельское хозяйство (пестицидные препараты);
  7. Медицина (производство лекарственных и косметических средств);
  8. Живопись (водоэмульсионные и др. краски).

Эмульгаторы часто добавляют в пищевые продукты с целью создания и стабилизации эмульсий и других пищевых дисперсных систем. Эмульгаторы определяют консистенцию пищевого продукта, его пластические свойства, вязкость и ощущение «наполненности» во рту. Натуральные эмульгаторы традиционно использовали в качестве компонентов пищевых продуктов. К числу старейших можно отнести желток и белок жидкого яйца, сапонины (например, отвар мыльного корня ). Современная промышленность использует в основном синтетические вещества, а также лецитин (преимущественно соевый). Многие косметические средства также представляют собой эмульсии .

Выделяют несколько подгрупп:

  1. собственно, эмульгаторы;
  2. пенообразователи - вещества, создающие условия для смешивания газообразной фазы в жидкие и твёрдые пищевые продукты;
  3. стабилизаторы пены - вещества, добавляемые в жидкие взбитые продукты для предотвращения расслаивания пены .

Примеры продуктов, содержащих эмульгаторы:

  1. Майонез
  2. Сливочное масло - бутербродное и др.
  3. Маргарины
  4. Шоколад
  5. Мороженое
  6. Соусы

Суспензии.

Суспе́нзия (лат. suspensio , буквально - подвешивание, от лат. suspendo - подвешиваю) - смесь веществ, где твёрдое вещество распределено в виде мельчайших частичек в жидком веществе во взвешенном (неосевшем) состоянии.

Суспензия - это грубодисперсная система с твёрдой дисперсной фазой (частицы твердого вещества размером, более 100 нм) и жидкой дисперсионной средой .

Обычно частицы дисперсной фазы настолько велики (более 10000 нм), что оседают под действием силы тяжести (седиментируют ). Суспензии, в которых седиментация идёт очень медленно из-за малой разницы в плотности дисперсной фазы и дисперсионной среды, иногда называют взвесями. В концентрированных суспензиях легко возникают дисперсные структуры.

Формально суспензии от лиозолей (коллоидных растворов) отличаются только размерами частиц дисперсной фазы. Размеры твердых частиц в суспензиях (более 100 нм.) могут быть на несколько порядков больше, чем в лиозолях (1нм – 100 нм). Это количественное различие обусловливает чрезвычайно важную особенность суспензий: в большинстве суспензий частички твердой фазы не участвуют в броуновском движении. Поэтому свойства суспензий существенно отличаются от свойств коллоидных растворов, их рассматривают как самостоятельный вид дисперсных систем.

Суспензии классифицируются по нескольким признакам:

1. По природе дисперсионной среды:

  1. органосуспензии (дисперсионная среда - органическая жидкость),
  2. водные суспензии.

2. По размерам частиц дисперсной фазы:

  1. грубые суспензии (d > 100000 нм),
  2. тонкие суспензии (500 нм
  3. мути (100 нм

3. По концентрации частиц дисперсной фазы:

  1. разбавленные суспензии (взвеси),
  2. концентрированные суспензии (пасты).

В разбавленных суспензиях частицы свободно перемещаются в жидкости, сцепление между частицами отсутствует и каждая частица кинетически независима. Разбавленные суспензии - это свободнодисперсные бесструктурные системы. В концентрированных суспензиях (пастах) между частицами действуют силы, приводящие к образованию определенной структуры (пространственной сетки). Таким образом, концентрированные суспензии - это связнодисперсные структурированные системы.

Суспензии, так же как и любую другую дисперсную систему, можно получить двумя группами методов:

  1. со стороны грубодисперсных систем - диспергационными методами,
  2. со стороны истинных растворов - конденсационными методами,
  3. суспензии образуются также в результате коагуляции лиозолей.

Наиболее простым и широко распространенным как в промышленности, и в быту методом получения разбавленных суспензий является взбалтывание соответствующего порошка в подходящей жидкости с использованием различных перемешивающих устройств (мешалок, миксеров и т. д.). Так как суспензии отличаются от лиозолей только тем, что частицы в них на несколько порядков больше, все методы, которые используются для получения золей, можно применять и для получения суспензий. При этом необходимо, чтобы степень измельчания диспергациониыми методами была меньше, чем при получении лиозолей.

Для получения концентрированных суспензий (паст) соответствующие порошки растирают с небольшим количеством жидкости.

При конденсационных методах конденсацию необходимо проводить так, чтобы образовывались частицы, имеющие размеры 100 – 100000 нм. При этом должны соблюдаться условия, ограничивающие возможности значительного разрастания и сцепления частиц дисперсной фазы. Дисперсность образующихся суспензий можно регулировать также введением ПАВ.

Молекулярно-кинетические свойства суспензий отличаются в зависимости от размеров частиц суспензий. Для частиц 1000 нм – 100 нм наблюдается седиментационно-диффузионное равновесие. Для частиц 1000 нм – 100000 нм броуновское движение практически отсутствует и для них характерна быстрая седиментация (осаждение). Если частицы крупные, то осадок получается более плотным из-за значительной силы тяжести, Если же частицы очень мелкие, то и в агрегативно устойчивой системе из-за малой силы тяжести образуется чрезвычайно подвижный осадок.

Седиментационная устойчивость суспензии - это способность суспензии сохранять неизменным во времени распределение частиц по объему системы, т. е. способность системы противостоять действию силы тяжести.

Агрегативная устойчивость суспензии - это способность сохранять неизменной во времени степень дисперсности т. е. размеры частиц и их индивидуальность.

Устойчивость суспензии обусловлена:

  1. силой тяжести;
  2. межмолекулярным притяжением частиц;
  3. силами отталкивания между частицами.

При нарушении агрегативной устойчивости суспензии происходит коагуляция - слипание частиц дисперсной фазы. Для достижения агрегативной устойчивости суспензии необходимо выполнение, по крайней мере, одного из двух условий:

  1. смачиваемость поверхности частиц дисперсной фазы дисперсионной средой;
  2. наличие стабилизатора.

Первое условие. Если частицы суспензии хорошо смачиваются дисперсионной средой, то на их поверхности образуется оболочка, обладающая упругими свойствами и препятствующая соединению частиц в крупные агрегаты.

Второе условие. Если частицы суспензии не смачиваются или плохо смачиваются дисперсионной средой, то используют стабилизатор.

Стабилизатор - это вещество, добавление которого в дисперсную систему повышает ее агрегативную устойчивость, т. е.препятствует слипанию частиц.

Оптические свойства разбавленных суспензий: длины волн видимой части спектра лежат в пределах от 400 нм (фиолетовый свет) до 700 нм (красный свет). Световая волна, проходя через суспензию, может:

  1. поглощаться (тогда суспензия окрашена),
  2. отражаться от поверхности частиц дисперсной фазы по законам геометрической оптики (тогда суспензия выглядит как мутная),
  3. в высокодисперсных суспензиях - мутях (500 нм) может наблюдаться светорассеяние.

В оптический микроскоп видны частицы, размер которых не менее 500 нм, что соответствует большинству разбавленных суспензий.

Типичные суспензии - пульпы, буровые промывочные жидкости, цементные растворы, эмалевые краски. Это строительные растворы, взвешенный в воде речной и морской ил, живая взвесь микроскопических живых организмов в морской воде – планктон, которым питаются гиганты – киты, и т.д. Широко используются в производстве керамики.

Аэрозоли.

Аэрозо́ль - (от греч. аer – воздух и лат. sol(utio) – раствор), дисперсная система , состоящая из мелких твёрдых или жидких частиц, взвешенных в газовой среде (обычно в воздухе ).

Аэрозоли, дисперсная фаза которых состоит из капелек жидкости , называются туманами , а в случае твёрдой дисперсной фазы - дымами ; пыль относят к грубодисперсным аэрозолям. Размеры частиц в аэрозолях изменяются от нескольких миллиметров до 0,1 нм. Образуются при механическом измельчении и распылении твёрдых тел или жидкостей , дроблении, истирании, взрывах , горении, распылении в пульверизаторах .

В зависимости от природы аэрозоли подразделяют на естественные и искусственные .

Естественные аэрозоли образуются вследствие природных сил, например при вулканических извержениях, сочетании эрозии почвы с ветром, явлениях в атмосфере. Аэрозоли широко распространены в природе, к ним относятся: туманы, облака, грозовые тучи, почвенная и вулканическая пыль, взвешенная в воздухе, пыльные и песчаные бури (самум) и т. д. Облака – важнейшее звено в круговороте воды в природе; поглощая солнечные лучи и тепловое излучение Земли, они умеряют и жару, и холод. Пыльца многих растений распространяется ветром в виде аэрозоля. (Поля злаковых растений, цветение березы, тополя и т.д.) Так же распространяются многие семена и особенно споры. Аэрозоли – туманы над морским прибоем, вблизи водопадов и фонтанов, возникающая в них радуга доставляет человеку радость, эстетическое удовольствие.

Искусственные аэрозоли образуются в результате хозяйственной и производственной деятельности человека при измельчении горных и рудных пород, добыче каменного и бурого угля, сверлении, шлифовке различных материалов, неполном сгорании топлива в силовых установках, при сельскохозяйственных работах, переработке сельскохозяйственной продукции и др. Особенностями аэрозолей являются малая вязкость газовой дисперсионной среды и большой пробег молекул газа по сравнению с размером частиц. Поэтому, несмотря на сравнительно большой размер частиц в аэрозолях происходит интенсивное броуновское движение . Вследствие интенсивного броуновского движения и отсутствия факторов стабилизации, аэрозоли агрегатно неустойчивы. Частицы объединяются в крупные агрегаты, быстро оседающие в газовой среде.

В зависимости от размеров частиц дисперсной фазы в аэрозолях различают:

  1. пыль (величина частиц более 10000 нм),
  2. облака (10000 нм – 100 нм),
  3. дымы (100 нм – 1 нм).

Чем мельче частицы дисперсной фазы аэрозоля и чем больше их количество в единице объема, тем быстрее идет коагуляция этих частиц с последующим осаждением. Размер частиц аэрозоля определяет и их способность проникать в дыхательные пути. Взвешенные в воздухе микроорганизмы в присутствии мельчайших капелек жидкости сохраняют свою жизнеспособность в течение длительного времени. Частицы размером до 5000 нм способны проникать в альвеолы и задерживаться в них, частицы размером до 10000 нм и более задерживаются в верхних дыхательных путях и бронхах. Поэтому через «воздушную микрофлору» передаются многие инфекционные заболевания (грипп, коклюш, туберкулез и др.).

Разновидности аэрозолей:

  1. По химическому происхождению различают органические и неорганические.
  2. По токсичности - токсичные и нетоксичные аэрозоли.
  3. Биологические аэрозоли - аэрозоли, частицы которых несут на себе жизнеспособные микроорганизмы или токсины.
  4. Радиоактивные аэрозоли - естественные или искусственные аэрозоли с радиоактивной дисперсной фазой.

Для оценки опасности и вредности для здоровья человека наряду со степенью дисперсности аэрозолей основным показателем служит весовая концентрация (число миллиграммов распыленного вещества в 1 м 3 воздуха).

Биологические аэрозоли. В результате испарения и высыхания жидкости и попадания с пылью в воздух экскрементов больных животных и человека, а также при выделении в воздух больными при кашле и чиханье возбудителей некоторых инфекционных болезней образуются биологические аэрозоли. В организм человека они попадают в основном через органы дыхания. В определенных условиях при попадании в организм аэрозоли способны вызывать профессиональные и аллергические заболевания: пневмокониозы, пневмомикозы, бронхиты, бронхоальвеолиты, бронхиальную астму и др.

Токсичные аэрозоли вызывают острые и хронические отравления. В воздухе производственных помещений и рабочей зоны и в воздухе населенных мест концентрация опасных для здоровья веществ в виде аэрозолей регламентируется предельно допустимыми концентрациями. Радиоактивные аэрозоли , частицы которых содержат радиоактивные изотопы, характеризуются, кроме обычных для аэрозолей показателей, величиной радиоактивности в частице, распределением радиоактивности по объему аэрозоля и др. Концентрация радиоактивных аэрозолей выражается в виде количества радиоактивности на единицу объема воздуха. Основная опасность радиоактивных аэрозолей заключается в попадании их в организм человека, где они либо откладываются в тканях легких, либо поступают в кровоток и распределяются в различных органах и тканях. В производственных условиях концентрация радиоактивных аэрозолей регламентируется "Нормами радиационной безопасности" (НРБ).

Пропелленты.

Важное место занимают промышленные аэрозоли. Примером промышленного аэрозоля может служить газовый баллончик .

Пропеллент – газообразующий компонент аэрозоля, на потенциальной энергии которого основан принцип вытеснения содержимого баллона и его диспергирования. Он должен отвечать следующим требованиям:

  1. быть негорючим и невзрывоопасным;
  2. быть биологически безвредным;
  3. не оказывать раздражающего действия на кожу и слизистые оболочки;
  4. обладать химической совместимостью с лекарственными веществами;
  5. быть химически стойким и не подвергаться гидролизу;
  6. быть химически индифферентным к упаковке - аэрозольному баллону;
  7. не иметь запаха, вкуса и цвета;
  8. легко превращаться в жидкость при небольшом избыточном давлении (если его предполагается использовать в сжиженном виде).

Классификация пропеллентов:

1. Сжиженные газы.

Фреоны (хладоны) - фторхлорпроизводные метана, этана, пропана, которые при небольшом избыточном давлении и невысокой температуре окружающей среды из газообразного состояния переходят в жидкое. Применение хладонов удобно тем, что внутреннее давление в баллоне остается постоянным до тех пор, пока в нем находится хотя бы капля сжиженного газа. По мере расходования препарата из аэрозольной упаковки они переходят в газообразную фазу и поддерживают стабильное внутреннее давление, а также участвуют в диспергировании препаратов.

Длительное и чрезвычайно широкое применение фреонов привело к значительным экологическим проблемам – возникновению озоновых дыр и «парниковому» эффекту, ведущим к повышению солнечной инсоляции, нарушению регуляции морских экосистем, увеличению риска развития рака кожи, катаракты, снижению иммунной защиты. В целях предотвращения экологической катастрофы международным сообществом было выработано соглашение (Венская Конвенция 1985 г.), а в 1987 г. был принят Монреальский протокол (Montreal Protocol on Substance that deplete the Ozone Layer), призывающий ограничить производство и использование фреона. Согласно Монреальскому протоколу в развитых странах производство и потребление фреонов должно было прекратиться с 1 января 1996 г.

Насыщенные углеводороды парафинового ряда (пропан, бутан, изобутан) значительно дешевле хладонов, неполярны, растворяются в спиртах, хлороформе, не гидролизуются в воде, легче её, малотоксичны, но горючи и огнеопасны. Углеводороды парафинового ряда стабильны в водных средах и легче воды, поэтому употребляются главным образом в водных растворах. В связи с горючестью их не используют в составах, где присутствуют органические растворители или другие огнеопасные вещества. Из насыщенных парафиновых углеводородов в производстве аэрозольных упаковок применяются пропан, бутан, изобутан, пентан, изопентан, гептан и др. Наиболее употребительны их смеси с фреонами, которые при определенных соотношениях компонентов не дают вспышки.

Хлорзамещенные углеводороды (винилхлорид, метилхлорид, этилхлорид, метиленхлорид и метил-хлороформ) применяют для получения аэрозольных составов как растворителя, так и сорастворителя, так как они имеют низкое давление паров. Они употребляются не в отдельности, а только в смеси с фреонами для снижения давления насыщенных паров основных пропеллентов. Применение хлорпроизводных пропеллентов оказалось выгодно экономически, но они разрушают пластмассовые и резиновые упаковки, склонны к гидролизу, причем с повышением температуры скорость гидролиза быстро растет. Перечисленные выше отрицательные качества явились причиной того, что хлорзамещенные углеводороды не нашли широкого применения в производстве фармацевтических аэрозолей.

2. Сжатые газы (трудносжижаемые).

Они нетоксичны, химически инертны, негорючи и не оказывают агрессивного воздействия на металлы и полимерные материалы. Давление, оказываемое ими на содержимое в баллоне, почти не меняется под действием температуры, но постепенно уменьшается по мере расходования, что приводит к неполному использованию содержимого баллона. Кроме того, вследствие падения давления изменяется характеристика струи (ее интенсивность, влажность, степень дисперсности). Газ закачивается в баллон под давлением 5-6 атмосфер и заполняет его на 2/3, что приводит к увеличению объема и веса баллона.

Азот наиболее часто используют в качестве пропеллента, при этом требуется специальное распылительное устройство, с помощью которого осуществляется механическое дробление струи распыляемой жидкости, так как азот не взаимодействует с растворителями и водой. Количество сжатого газа, необходимое для выдачи содержимого упаковки, незначительно. Поэтому упаковка очень чувствительна к утечке пропеллента, вызванной либо недостаточной герметичностью, либо неосторожным обращением.

Азота закись - известна как анестезирующее средство, хорошо растворяется в газообразном состоянии в жидкостях. Представляет собой газ, растворимый в воде, имеющий склонность к реакциям окисления и восстановления. Закись азота не взрывается, не взаимодействует с резиновыми и пластмассовыми деталями упаковок. Однако при использовании закиси азота в качестве пропеллента следует обратить внимание на то, что в присутствии достаточно сильных окислителей (перманганат калия и т. п.) она может разлагаться и окисляться с образованием двуокиси азота. Кроме того, имеются сведения, что закись азота может принимать участие в процессах коррозии.

Углерода диоксид - хорошо растворяется в воде, не токсичный и не раздражающий дыхательные пути газ, используется как пропеллент для косметических, фармацевтических и пищевых продуктов. 3. Легколетучие органические растворители (диметиловый, метилэтиловый и диэтиловый эфиры). Их отрицательные свойства – огнеопасность, взрывоопасность, наркотическое и раздражающее действия на дыхательные пути.

Области применения аэрозолей.

Чем тоньше вещество распылено, тем более значительную активную поверхность оно приобретает. Незначительное количество вещества, распыленное в виде тумана, занимает довольно большой объем. Подобные свойства присущи только аэрозольным системам, в этом их основное преимущество перед другими состояниями вещества и на этом основано их широкое применение в самых различных сферах народного хозяйства. Аэрозольная форма позволяет в бытовых и промышленных условиях быстро и без лишних затрат труда распылять жидкие и порошкообразные вещества в виде частиц заданного размера. Аэрозольный способ применения экономически очень выгоден, так как он сокращает удельный расход вещества (в 5-10 раз), повышает эффект его действия и сокращает затраты труда на обработку

Медицинские аэрозоли – это аэрозольные препараты, используемые для применения терапевтически активных компонентов в виде измельченных частиц или туманоподобных жидкостей для лечения органов дыхания и быстрого общего действия или для местного действия в органах дыхания.

Фармацевтические аэрозоли – это аэрозольные препараты, содержащие терапевтически активные компоненты для местного применения. К этой группе относятся аэрозоли, предназначенные для введения, например, в глаза, ухо, горло, нос и пр.

Вместе с тем некоторые аэрозоли приносят большой вред.

  1. Огромную опасность представляют радиоактивные аэрозоли, образующиеся при атомных взрывах, при добыче и переработке расщепляющихся материалов.
  2. Пыль, содержащая кремнезём, вызывает тяжёлое заболевание лёгких – силикоз , не менее опасна бериллиевая, свинцовая, хромовая, цементная пыль. Поэтому борьба с производственной пылью - одна из важнейших задач промышленной гигиены.
  3. Бактериальные аэрозоли, содержащие болезнетворные микроорганизмы и образующиеся при кашле и чихании больных, могут служить источником инфекционных болезней, в том числе гриппа.
  4. Природные туманы препятствуют посадке самолётов.
  5. Пыльные бури - настоящее бедствие для жарких, сухих безлесных местностей.
  6. Борьба с аэрозольным загрязнением атмосферы в промышленных центрах - одна из важных проблем . Аэрозоли уменьшают прозрачность атмосферы, угнетают рост растений, являются причиной смога в промышленных районах, загрязняют окружающую среду, способствуют порче зданий и оборудования.

    что-то про смеси
    идите в википедию, мне лень копировать

    Призрак - мальчик, а привидение - девочка:)

    Слово "призрак" часто встречается в устойчивых и образных выражениях (вроде "призрак коммунизма", "призраки прошлого"), но самостоятельно и без образности употребляется как синоним "привидению". Для померещившегося используют слово "галлюцинация".

    порнография

    Европейский совет - саммит глав государств и прочего начальства. Встреча, на которой решаются те или иные вопросы, говоря иными словами. Созывается в особо важных случаях.
    Еврокомиссия - высший орган исполнительной власти в ЕС. Там 27 членов. По 1 представителю от каждой страны. Выбирается на 5 лет, вроде бы.
    Европарламент - высший орган законодательной власти в ЕС. Сборище самых разных депутатов, сейчас их 785. Занимаются в основном дележкой денег.

    сделал дело, наделал кучу:>

    бобслей
    скелетон

    you done it well.
    what have you done???

    "Тоже" и "столько же". Доходчиво?

    Даже онлайн-переводчик говорит что aussi - так же, а autant - столько же. К тому же вот это "tant" мне почему-то намекает на числительное.

    Раздвоить - отсканировать, сделать копию, клонировать.
    Расщепить - взять что-то целое и раздолбать молотком на мелкие кусочки.
    *;)

    грубо говоря, ты можешь покупать без налогов, например если едешь из ЕС в NON EU страну (из Латвии в Россию, как вариант), ты в дути фри показываешь свой билет и тебе пробивают без налога, ну и наоборот (из России в Латвию, например). есть страна Андорра, там беспошлинная торговля, я так понимаю, что для всех



Понравилась статья? Поделитесь с друзьями!