Suspenzija (hemija)
U hemiji, suspenzija je heterogeni fluid koji sadrži čvrste čestice koje su dovoljno velike da se mogu istaložiti.[1][2] Obično moraju biti veće od 1 mikrometra. Čvrsta materija je raspršena u fluidu mehaničkim uticajem. Za razliku od koloida, suspenzija će se s vremenom sedimentirati.[3] Primer suspenzija bi bio pesak u vodi. Čestice čvrste materije su vidljive mikroskopom. Koloidi i suspenzije se razlikuju od rastvora u kojima rastvorena materija ne postoji kao čvrsta materija, a rastvarač i rastvorak su homogeno pomešani.[4]
Suspenzija tečnih čestica ili finih čvrstih čestica u vazduhu se naziva aerosol. U atmosferi se oni sastoje od finih čestica prašine i čađi, morske soli, biogenih i vulkanskih sulfata, nitrata i kapljica vode.
Suspenzije se klasifikuju na osnovu disperzione faze i disperzione sredine gde je ono prvo uobičajeno čvrsta materija, a drugo može biti čvrsta, tečna ili gasovita materija.
U modernim hemijskim industrijskim postrojenjima, visoko-tehnološke mešalice se koriste za stvaranje mnogih novih suspenzija.
Suspenzije su, s termodimačkog gledišta, nestabilne, ali ipak mogu biti kinetički stabline dugo vremena. Njihovo vreme sedimentacije mora biti precizno izmereno da bi se mogao osigurati najbolji kvalitet proizvoda. "Stabilnost suspenzije se očituje u njezinoj sposobnosti da odoleva promenama vlastitih svojstava tokom vremena." - D.J. McClements.[5]
Destabilizacijski fenomeni suspenzije[уреди | уреди извор]
Destabilizacije suspenzije se mogu podeliti u dva glavna procesa:
- Fenomen migracije - gde različitost gustina baze i raspršene materije dovodi do razdvajanja zbog uticaja gravitacije. Sedimentacija se događa ako je raspršena materija gušća od baze.
- Fenomen povećanja veličine čestica - kada se raspršene čestice spajaju i dobijaju na zapremini. Tipovi ovog fenomena su: povratni i nepovratni (agregacija).
Tehnika za praćenje fizičkih stabilnosti[уреди | уреди извор]
Mnogostruko raspršenje svetlosti spregnuto s vertikalnim skeniranjem je najraširenija tehnika za praćenje stanja suspenzije, zato što prepoznaje i kvantifikuje fenomen destabilizacije.[6][7][8][9] Koristi se na koncentriranim suspenzijama bez razređivanja. Kada svetlo prolazi kroz suspenziju, čestice čvrste materije odbijaju svetlost. Intezitet odbijene svetlosti je proporcionalan količini i volumenu čvrste materije u suspenziji. Dakle, lokalne promene u koncentraciji (sedimentacija) i globalne promene u koncentraciji (flokulacija i agregacija) se mogu pratiti i detektovati.
Metode brzanja za predviđanje trajnosti suspenzije[уреди | уреди извор]
Kinetički proces destabilizacije može biti dosta dug (čak i do nekoliko meseci ili godina za neke suspenzije) i često su potrebni katalizatori za ubrzavanje rastavljanja suspenzije da bi se postiglo kraće potrebno vrieme za dizajn novog proizvoda. Termalne metode su najkorištenije i funkcioniraju tako što povećaju temperaturu za ubrzavanje destabilizacije suspenzije (ispod kritične temperature potrebne za hemijsku degradaciju). Temperatura utiče ne samo na gustinu suspenzije nego i na površinski napon u slučaju nejonskih površina, ili uopšteno govoreći, na interakcije sila unutar sistema. Čuvanje suspenzije na visokim temperaturama simuliše uvete iz stvarnog života (npr. tuba kreme za sunčanje leti), ali i ubrzava proces destabilizacije do 200 puta.
Mehaničko ubrzanje uključuje vibracije, delovanje centrifugalne sile i mućkanje. Podvrgavaju suspenziju različitim silama, koje pritiskuju čestice, i tako pomažu u procesu razdvajanja. Neke se suspenzije nikada ne bi bile razdvojile pri normalnoj gravitaciji, stoga se koristi veštačka gravitacija. Štaviše, podela različitih čestica se vrši koristići centrifugalnu silu i vibracije.
Svakodnevni primeri[уреди | уреди извор]
- Blato ili blatnjava voda,
- Brašno otopljeno u vodi, kao na slici na vrhu,
- Boja,
- Prah krede u vodi,
- Čestice prašine u vazduhu,
- Alge u vodi,
- Magla,
- Testo za kolače.
Reference[уреди | уреди извор]
- ^ Alberts B.; et al. (2002). Molecular Biology of the Cell, 4th Ed. Garland Science. ISBN 0-8153-4072-9.
- ^ Bajrović K; Jevrić-Čaušević A.; Hadžiselimović R. (2005). Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB) Sarajevo. ISBN 9958-9344-1-8.
- ^ Chemistry: Matter and Its Changes, 4th Ed. by Brady, Senese. ISBN 978-0-471-21517-2.
- ^ The Columbia Electronic Encyclopedia, 6th ed.
- ^ McClements, David Julian (16. 12. 2004). Food Emulsions: Principles, Practices, and Techniques, Second Edition. Taylor & Francis. стр. 419—424. ISBN 978-0-8493-2023-1.
- ^ I. Roland, G. Piel, L. Delattre, B. Evrard International Journal of Pharmaceutics 263 (2003) 85-94
- ^ C. Lemarchand, P. Couvreur, M. Besnard, D. Costantini, R. Gref, Pharmaceutical Research, 20-8 (2003) 1284-1292
- ^ O. Mengual, G. Meunier, I. Cayre, K. Puech, P. Snabre, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 152 (1999) 111–123
- ^ P. Bru, L. Brunel, H. Buron, I. Cayré, X. Ducarre, A. Fraux, O. Mengual, G. Meunier, A. de Sainte Marie and P. Snabre Particle sizing and characterization Ed T. Provder and J. Texter (2004)
Literatura[уреди | уреди извор]
- Philip Sherman; British Society of Rheology (1963). Rheology of emulsions: proceedings of a symposium held by the British Society of Rheology ... Harrogate, October 1962. Macmillan.
- Nalwa, H.S., ур. (2000). Handbook of Nanostructured Materials and Nanotechnology. 5. New York, NY, USA: Academic Press. стр. 501—575.
- IUPAC (1997). „Emulsion”. Compendium of Chemical Terminology (The "Gold Book"). Oxford: Blackwell Scientific Publications. ISBN 978-0-9678550-9-7. doi:10.1351/goldbook.E02065. Архивирано из оригинала 10. 3. 2012. г.
- Aulton, Michael E., ур. (2007). Aulton's Pharmaceutics: The Design and Manufacture of Medicines (3rd изд.). Churchill Livingstone. стр. 92—97, 384, 390—405, 566—69, 573—74, 589—96, 609—10, 611. ISBN 978-0-443-10108-3.
- Troy, David A.; Remington, Joseph P.; Beringer, Paul (2006). Remington: The Science and Practice of Pharmacy (21st изд.). Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins. стр. 325–336, 886–87. ISBN 978-0-7817-4673-1.
- Friedman, Raymond (1998). Principles of Fire Protection Chemistry and Physics. Jones & Bartlett Learning. ISBN 978-0-87765-440-7.
