Применение высокомолекулярных веществ для защиты коллоидных растворов и флокуляции
Коллоидные растворы при добавлении к ним даже очень небольших количеств электролита обычно легко коагулируют. Растворы же высокомолекулярных веществ более устойчивы к действию электролитов, для их разрушения необходимо создать очень высокую концентрацию электролитов. Если же прибавить раствор высокомолекулярного вещества к коллоидному раствору, то последний также приобретает устойчивость к действию электролитов. Это явление получило название коллоидной защиты.
Защитным действием по отношению к коллоидным растворам в воде обладают белки, полисахариды, пектиновые вещества. Механизм защитного действия сводится к адсорбции молекул высокомолекулярного вещества на поверхности частиц золя. Адсорбируясь на частицах гидрозолей, макромолекулы белков и других растворимых в воде полимеров располагаются на поверхности твердой фазы так, что их гидрофильные (полярные) группы обращены к воде. Благодаря этому усиливается гидратация частиц. Если в состав полимера входят ионогенные группы, способные к диссоциации, то защитный слой сообщает частице и достаточно высокий электрокинетический потенциал: Гидратная оболочка вместе с высоким электрокинетическим потенциалом придают золю необычную для него агрегативную устойчивость. Для разрушения такого золя необходимо прибавить к нему такое же большое количество электролита, как и для высаливания защищающего полимера из его раствора.
|
|
|
Примером практического использования защитного действия полимеров могут служить лекарственные бактерицидные препараты— протаргол и колларгол. Они представляют собой гидрозоли серебра, защищенные белками. Устойчивость их так велика, что их можно высушить до состояния порошка, который в воде снова образует высокодисперсный золь. Адсорбированный на поверхности коллоидных частиц белок не снижает бактерицидного действия серебра.
Одним из нежелательных явлений в виноделии является помутнение вина. Это связано с потерей агрегативной устойчивости коллоидных частиц, находящихся в вине, и образованием достаточно крупных агрегатов. Однако в вине содержатся и высокомолекулярные соединения, обладающие защитным действием. Это, главным образом, камеди —соли высокомолекулярных кислот, состоящих из остатков гексоз и пентоз. Если содержание защитных веществ в вине достаточно большое, то оно будет стойким к помутнению. Искусственное введение в вино камеди предупреждает помутнение даже при хранении вина в неблагоприятных условиях.
В некоторых случаях добавление к коллоидному раствору высокомолекулярного вещества в количествах, недостаточных для защиты, снижает устойчивость золя. Это явление обычно наблюдается у полиэлектролитов с линейными макромолекулами. Оно объясняется тем, что макромолекула адсорбируется своими концами на разных коллоидных частицах и связывает их в один крупный агрегат. В результате коллоидные частицы образуют легко осаждаемые хлопья — флокулы. Сам же процесс осаждения коллоидных частиц под влиянием полиэлектролитов получил название флокуляции.
|
|
|
Флокуляция широко используется для осаждения суспензий и золей, особенно при очистке природных и сточных вод. Сточные воды горнодобывающей, металлургической, химической промышленности, а также промышленности строительных материалов, бумажных и текстильных фабрик содержат очень тонкие суспензии различных веществ, которые не осаждаются в отстойниках да= же за несколько суток. Применение флокулянтов позволяет увеличить скорость осветления сточных вод в 5—10 раз. Во многих случаях целесообразно вводить флокулянты вместе с неорганическими электролитами — коагулянтами.
Флокулянты применяют также для очистки сточных вод предприятий пищевой промышленности. Сточные воды заводов растительных масел рекомендуется обрабатывать сульфатом алюминия (10—30 мг/л) и флокулянтом — полиэлектролитом (0,5мг/л). Подвергают обработке флокулянтами сточные воды рыбо- и мясоперерабатывающих предприятий.
|
|
|
Помимо очистки сточных вод флокуляция используется в технологических процессах пищевых производств. Для осветления вина очень часто его обрабатывают бентонитовыми глинами (бентонитом). Бентонитовые глины образуют в вине высокодисперсную суспензию, частицы которой, медленно осаждаясь, хорошо адсорбируют белки, сообщающие вину мутность. Для ускорения осаждения бентонитовой суспензии применяют различные флокулянты— полиэлектролиты, например, полиакриламид, который содержит группы —NH2 и —СООН. Комбинированная обработка вина бентонитом и полиакриламидом значительно сокращает продолжительность процесса осветления.
Дата добавления: 2015-12-21; просмотров: 20; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!