Что такое коагулятор в химии
Коагуляция
Полезное
Смотреть что такое «Коагуляция» в других словарях:
КОАГУЛЯЦИЯ — Свертывание молока, белка и пр. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. КОАГУЛЯЦИЯ свертывание белков молока и проч. Полный словарь иностранных слов, вошедших в употребление в русском языке. Попов М., 1907 … Словарь иностранных слов русского языка
Коагуляция — – слипание частиц дисперсной фазы и увеличение их размеров. [Блюм Э. Э. Словарь основных металловедческих терминов. Екатеринбург 2002] Коагуляция – разделение коллоидного раствора на две фазы – растворитель и студнеобразную массу, или … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Коагуляция — (coagulare свертывать) переход высокомолекулярного вещества из коллоид, растворенного состояния (золя) в состояние геля. Наименьшее количество электролита, вызывающее К. растворенного вещества, может служить мерой его дисперсности. Эта величина… … Геологическая энциклопедия
КОАГУЛЯЦИЯ — (от латинского coagulatio свертывание, сгущение), слипание твердых частиц в дисперсных системах при их соприкосновении. Слияние капель жидкости или газовых пузырьков называется коалесценцией. Коагуляция и коалесценция используются при очистке… … Современная энциклопедия
КОАГУЛЯЦИЯ — (от лат. coagulatio свертывание сгущение), сцепление частиц дисперсной фазы при их столкновениях в процессе броуновского движения, перемешивании или направленном перемещении в силовом (напр., электрическом) поле, введение коагулянтов. Коагуляция… … Большой Энциклопедический словарь
КОАГУЛЯЦИЯ — процесс слипания частиц при каком либо внешнем воздействии ( изменении температуры, воздействия электрического поля, введении химических веществ и т. д.), часто приводящий к выпадению осадков. Широко используется в очистке сточных вод.… … Экологический словарь
Коагуляция — (гематология) Коагуляция (дисперсная система) … Википедия
коагуляция — флокуляция, разделение Словарь русских синонимов. коагуляция сущ., кол во синонимов: 11 • автокоагуляция (1) • … Словарь синонимов
коагуляция — и, ж. coagulation f. < лат. coagulatio свертывание, сгущение, затвердение. 1. хим. Сгущение жидкостей вместе со взвещенными в них твердыми частицами, ведущее к застудневанию или выпадению осадка (коагулята) из коллоидного раствора. 2. мед.… … Исторический словарь галлицизмов русского языка
КОАГУЛЯЦИЯ — (от лат. coagulatio створаживание), характерный для коллоидных растворов (золей) процесс, заключающийся либо в выпадении дисперсной фазы (см. Дисперсные системы) в осадок либо в застывании всего коллоидного раствора в студень гель. В обоих… … Большая медицинская энциклопедия
коагуляция — – объединение, укрупнение за счет слипания частиц дисперсной фазы. Общая химия : учебник / А. В. Жолнин [1] Коагуляция – объединение частиц дисперсной фазы коллоидной системы в более крупные агрегаты. Словарь по аналитической химии [3] … Химические термины
Х и м и я
Коллоидная химия
Коагуляция коллоидных растворов.
Коагуляция
Коллоидные системы обладают различной устойчивостью. Все они стремятся к уменьшению свободной поверхностной энергии за счёт сокращения удельной поверхности коллоидных частиц, что происходит при их стремлении к объединению.
Удельная поверхность этих частиц очень велика, поэтому они и обладают большим избытком поверхностной энергии, что, в свою очередь, ведёт к термодинамической неустойчивости коллоидных систем.
Процесс объединения коллоидных частиц в более крупные агрегаты называется коагуляцией.
Расклинивающее давление
Расклинивающим давлением называют избыточное (по сравнению с гидростатическим) давление, действующее со стороны тонкого слоя жидкости на ограничивающие поверхности.
В золях оно обусловлено в основном взаимным отталкиванием противоионов диффузного слоя сблизившихся частиц и, кроме того, силами молекулярного взаимодействия между поверхностями этих частиц и молекулами воды.
Изменение свойств воды вокруг коллоидных частиц
Под влиянием электростатических полей, создаваемых ионами, расположенными на поверхности коллоидных частиц, прилегающие к ним молекулы воды сильнее поляризуются и располагаются более упорядоченно, что, в частности, усиливает связь не только между этими молекулами воды, но и между ними и коллоидными частицами.
В результате прилегающий к частице слой воды, приобретает особые свойства (повышенную вязкость и упругость), что препятствует объединению частиц.
Преодоление расклинивающего давления
Только очень малое число столкновений приводит к объединению частиц, поэтому многие золи устойчивы. Если же понизить величину заряда коллоидных частиц, то такие частицы будут легче и сильнее коагулировать.
С наибольшей скоростью коагулируют коллоидные частицы, у которых заряд гранул равен нулю, т.е. частицы, находящиеся в изоэлектрическом состоянии.
Отсутствие заряда у гранулы означает, что у частицы нет противоионов в диффузионном слое и, следовательно, их водной оболочки.
Оказалось также, что полидисперсные золи коагулируют быстрее монодисперсных и что форма частиц имеет значение для этого процесса: с наибольшей скоростью коагулируют палочкообразные частицы.
Динамика процесса коагуляции
При коагуляции двух частиц золя (так называемых частиц первого порядка) образуется более крупная частица второго порядка, которая может объединяться с ещё одной частицей первого порядка, образуя частицу третьего порядка, которая вновь присоединяет частицу первого порядка и превращается в частицу четвёртого порядка и т.д.
Расчёты показали, что присоединение частиц первых порядков происходит легче, чем объединение частиц более высоких порядков.
Сумма всех частиц в золе при коагуляции непрерывно уменьшается, причём если число исходных частиц первого порядка n1 всё время убывает, то число частиц второго порядка n2 вначале увеличивается, а затем уменьшается. Чуть отставая по времени от n2 растёт количество частиц третьего порядка n3, которое, пройдя свой максимум, начинает падать. В это время возрастает количество частиц следующего порядка и т.д.
Седиментация частиц
В результате при коагуляции образуются рыхлые агрегаты различной величины, в которой частицы непрочно связаны между собой.
Крупные агрегаты под действием силы тяжести начинают опускаться на дно сосуда. Происходит процесс седиментации.
Седимента́ция (осаждение) — оседание частиц дисперсной фазы в жидкости или газе под действием гравитационного поля или центробежных сил.
Скорость седиментации зависит от размеров и плотности частиц, от их заряда, вязкости раствора и т.п.
Частицы, находящиеся в изоэлектрическом состоянии, оседают быстрее, так как заряд не препятствует их коагуляции и седиментации.
Использование центрифуг для осаждения
Для ускорения процесса седиментации широко используют центрифуги. Возникающая при помощи них центробежная сила заставляет частицы оседать быстрее. При достаточном числе оборотов удаётся осаждать даже некоагулированные частицы.
При постоянных температуре, вязкости растворителя, величине заряда частиц и т.п. скорость их осаждения зависит от различий в их массе и размерах, благодаря чему можно расчитывать молекулярный вес этих частиц.
При помощи ультрацентрифуг, развивающих скорость в десятки тысяч оборотов в минуту, были определены молекулярные веса многих белков и других органических соединений.
Изменение скорости коагуляции
Самопроизвольная коагуляция многих золей часто протекает медленно. Её можно ускорить, повышая скорость движения частиц. Это поможет им преодолеть расклинивающее давление.
Ускорение движения частиц можно вызвать, например, повышением температуры раствора. Повышение концентрации золя также приводит к ускорению его коагуляции, поскольку с увеличением концентрации растёт число эффективных столкновений между мицеллами.
Процесс коагуляции очень чувствителен к добавлению электролитов.
Электроли́т — вещество, которое проводит электрический ток вследствие диссоциации на ионы. Примерами электролитов могут служить водные растворы кислот, солей и оснований и пр.
Небольшие количества электролитов могут резко ускорить скорость коагуляции. Следовательно, с одной стороны, электролиты необходимы для стабилизации золей, а с другой – их избыточное добавление ведёт к коагуляции золей. Влияние различных электролитов на этот процесс неодинаково.
Зависимость коагуляции от величины заряда иона электролита
Коагулирующее действие электролитов зависит от величины заряда иона, который противоположен заряду коллоидной частицы.
С наибольшей скоростью коагулируют электронейтральные частицы. Такое состояние частицы, заряженной до начала коагуляции, например положительно, станет возможным в том случае, если все противоионы диффузного слоя, заряженные отрицательно, будут перемещены в адсорбционный слой.
Чем выше окажется концентрация добавленного электролита, тем сильнее будет сжат диффузионный слой, тем меньше станет ζ-потенциал и быстрее пойдёт коагуляция.
При достаточной концентрации электролита практически все её противоионы окажутся в адсорбционном слое, заряд частицы снизится до нуля. Отсутствие диффузного слоя обусловит значительное понижение давления расклинивания и коагуляция пойдёт с максимальной скоростью.
Коагулирующее действие ионов резко возрастает с увеличением числа их зарядов в прогрессии, которую грубо принимают за соотношение шестых степеней числа зарядов ионов: 1 : 2 6 : 3 6 и т.д.
В действительности из-за влияния ряда факторов это соотношение оказывается меньшим.
Влияние различных электролитов на коагуляцию золей As2S3
Коагулятор
Коагулятор является аппаратом, который способен быстро останавливать кровотечение и коагулировать (объединять) ткани. Используют данный прибор во многих медицинских направлениях (зачастую это хирургические операции).
Без коагулятора невозможно провести ни одно оперативное вмешательство, в том числе классическую, эндоскопическую, нейрохирургическую и стоматологическую операцию. Его часто применяют офтальмологи, оториноларингологи, дерматологи и гинекологи.
Что такое коагулятор?
Работа прибора основана на высокочастотном токе. Он пропускается сквозь ткани и нагревает их. В результате этого процесса белок в тканях сворачивается, и кровь перестает выделяться. Основной целью коагулятора является остановка кровотечения, однако это не единственная ситуация, в которой его применяют в медицине.
Коагулятор можно назвать прибором точечного действия, но если его перемещать, то можно обработать и большие участки мягкой ткани. Это позволяет врачам девитализировать отдельные участки человеческого тела. Таким образом происходит терапия опухолей доброкачественного и злокачественного характера.
Любое медицинское оборудование, в том числе и коагулятор, бывает стационарного и мобильного вида, а также может работать в нескольких режимах. С помощью этого у специалистов появляется возможность регулировать мощность для каждой проблемы индивидуально – это способствует результативному обрабатыванию тканей, которые повреждены.
При разработке новых моделей производители добавили в медицинский прибор новые технологии, которые позволяют проводить облитерации сосудов. Этот процесс называется термостеплером, а с помощью него в медицине появились такие процедуры, как аргоноплазменная и электрохирургическая коагуляция.
Чтобы провести санацию большого участка ткани, необходимо настроить коагулятор на бесконтактный режим, а именно, спрей-коагуляцию. В данном случае работа проводится с помощью электрической дуги, которая возникает между живыми тканями и электродами.
Главный плюс такой методики заключается в том, что полностью отсутствует контакт с телом пациента, времени на операцию тратится гораздо меньше, а также нет риска прилипания деталей прибора. Последние версии коагуляторов отличаются от своих предшественников абсолютной безопасностью и удобством в применении. На новых моделях можно заметить сенсорные панели, с помощью которых специалист выбирает необходимый режим.
Основные функции коагулятора
Как уже упоминалось выше, данный прибор используется практически во всех отраслях медицины. С помощью него можно:
Во время процедуры медицинский аппарат начинает выпускать высокие частоты, которые проходят через локальное пространство кожных покровов. Как только ткань максимально нагреется, то начнется процесс испарения лишней жидкости внутри клеток. Также в это время начинает сворачиваться белок, именно в том месте, где ткани соприкасаются с активными электродами.
Как правило, коагуляторы имеют точечное воздействие, но если врач начнет перемещать электрод, то площадь воздействия значительно увеличится. Благодаря этому, данное медицинское оборудование используется с целью девитализации патологических очагов.
Прибор используют специалисты разных отраслей, в том случае, когда необходимо проведение оперативного вмешательства. Как правило, это дерматологи, хирурги, гинекологи, урологи, косметологи, офтальмологи и другие.
Разновидности коагуляторов
На сегодняшний день существует два основных вида подобных медицинских препаратов – это стационарные и мобильные. Но и они, в свою очередь, делятся на подвиды. Разделение происходит по режиму воздействия биологической ткани с электродами прибора.
Монополярный коагулятор отличается активным электродом, который установлен отдельно от остальных. Этот электрод подкладывают под больного.
Биполярный коагулятор представлен в виде пинцета с двумя активными электродами.
Также в медицинской практике используют электрохирургический коагулятор, но это происходит достаточно редко, так как во время процедуры электроды очень медленно пропускают необходимые импульсы, а иногда бывают ситуации, когда жизнь пациента зависит от каждой секунды. Было замечено, что подобные импульсы оказывали негативное влияние на другие электрические приборы.
При разработке последних моделей все недостатки были устранены, а вместо них появилась звуковая и световая сигнализация. Помимо этого, они легкие в управлении и сохраняют заданные параметры настроек.
Перед тем, как приступить к операции, необходимо правильно подобрать коагулятор. Медицинский прибор выбирается в зависимости от методики коагуляции.
Для радиоволнового оперативного вмешательства предназначен бесконтактный коагулятор. В данном случае разрез мягких тканей будет осуществляться высокочастотными волнами до 4 МГц. Рассечение ткани происходит в результате теплового воздействия, которое образуется в процессе сопротивляемости тканей.
При проведении инфракрасной коагуляции бесконтактные коагуляторы не вызывают излишнее парообразование при температуре 100°С. Стоит отметить, что при использовании, не рассеиваются электромагнитные помехи, которые могут помешать работе других приборов.
Во время проведения различных оперативных вмешательств важно, чтобы кровь оперативно сворачивалась – только так можно добиться эффективного результата. Зачастую врачи настаивают, чтобы пациенты перед операцией переставали принимать лекарственные препараты, которые разжижают кровь, а также просят соблюдать определенную диету. Но не всегда, соблюдая эти простые рекомендации, кровь сворачивается так, как нужно специалистам. Для этого современные изобретатели и придумали медицинский прибор, который называется коагулятором, и сейчас без него не обходится ни одна хирургическая операция.
Что такое коагуляция воды
Вода, используемая для хозяйственно-питьевых целей, должна соответствовать требованиям действующих санитарных правил. Качество воды характеризуется органолептическими показателями: отсутствием окраски, мутности, привкуса, запахов, вредных минеральных и органических взвесей.
Для придания воде потребительских качеств с возможностью применения в питьевом водоснабжении применяют многоступенчатую очистку, включающую разные методы водоподготовки, одним из которых является метод коагуляции воды.
Коагуляция как метод очистки воды
Водоподготовка включает в себя комплекс мероприятий по очистке поверхностных, грунтовых вод от грубых и мелких примесей, взвешенных и коллоидных соединений, обесцвечиванию с помощью коагулянтов. Коагулирование воды ускоряет осаждение и фильтрование примесей в водном растворе.
Давайте разберем, для чего применяется коагуляция воды?
Виды коагуляторов для очистки воды
В современной практике для нарушения агрегативной устойчивости коллоидных примесей применяют:
Чаще всего в качестве неорганических коагулянтов применяют соли слабых оснований и сильных кислот: сульфат Al2(SO4)3, хлорид AlCl3, оксихлорид Al2(OH)nCl6-n алюминия, сульфаты и хлориды железа (II) и (III), алюминат натрия NaAlO2. Их смеси в разных процентных соотношениях нарушают устойчивость коллоидного раствора, используя принцип катионного обмена. Эффективность коагуляции воды повышается при росте валентности катиона.
Процесс коагуляции частиц в воде протекает с образованием гидроксидов железа и алюминия. Неорганические коагулянты отлично растворяются в воде, безопасны, продаются по невысокой цене. Находясь в растворе, меняют его электропроводимость и показатель рН. Правильно подобранный состав уменьшает жесткость воды.
В качестве неорганического флокулянта применяют силикат натрия Na2SiO3, активированный до кремниевой кислоты и ее нерастворимых солей.
Применение флокулянтов в качестве самостоятельных коагулирующих агентов имеет ряд преимуществ:
Тонкости метода коагуляции для очистки воды
Схема очистки воды с помощью процесса коагуляции проходит три этапа:
Аморфные и кристаллические частицы примесей в природных водах в коллоидном состоянии имеют одноименные заряды с устойчивостью в растворе за счет отталкивающих сил. Они имеют достаточную адсорбционную емкость, что и используется при коагуляции воды. Методы очищения воды направлены на нарушение этой устойчивости и уменьшение заряда частиц до минимальных показателей. Этого добиваются введением коагулянтов, которые изменяют равновесие дисперсионной системы, образуют коллоиды, поверхность которых сорбирует примеси.
При растворении коагулянтов происходит реакция гидролиза. Ионы металлов, взаимодействуя с гидроксид-ионами (ОН-), образующимися при диссоциации воды, выпадают в осадок в виде практически нерастворимых гидроксидов. В воде концентрируется избыток водород-ионов (Н + ), и дисперсионная среда характеризуется кислой реакцией.
Men + + nH2O ↔ Me(OH)n + nH +
Глубина протекания реакции гидролиза имеет важное значение для обеспечения качества получаемой воды: присутствие ионов Al 3+ в воде, предназначенной для питьевого водоснабжения, недопустимо. Для полной реакции гидролиза необходимо постоянно выводить из реакционной среды получаемые Fe(OH)3 и Al(OH)3 и связывать ионы Н + в недиссоциирующие соединения. Гидролитическую реакцию можно ускорить повышением рН, разбавлением коагулянта, увеличением температуры.
Контактная коагуляция протекает на поверхности зернистого материала или макрочастицах сорбента. Микрочастицы коллоидов сближаются с ними в результате перемешивания и броуновского движения. Вандерваальсово притяжение вызывает прилипание и удерживает мелкие частицы на поверхности крупных.
Контактная коагуляция имеет ряд особенностей и приобрела важное значение в технологии водоподготовки. Чем выше концентрация макрочастиц гидроксидов железа и алюминия в дисперсном растворе, тем ярче проявляются эти особенности.
Процесс слипания микро- и макрочастиц, значительно различающихся по размеру, во взвеси с различной степенью дисперсности имеет особенное значение при осветлении воды в осветлителях со слоем взвешенной контактной среды.
Формирование агломератов вокруг частиц гидроксидов, собиравших примеси с образованием хлопьев, происходит в фильтрующем слое за счет прилипания коагулирующих частичек к зернам фильтрующего вещества.
При проведении коагуляции в слое зернистой загрузки пропадает необходимость хлопьеобразования в камерах, осаждения и осветления растворов в отстойниках. Осветлители показывают лучшие показатели с высокой производительностью при избавлении от мутности воды в отличие от отстойников.
Взвешенная контактная среда в осветлителях формируется из Al(OH)3 или Fe(OH)3 и представляет собой фильтрующий материал, который ускоряет очищение водных растворов от взвешенных примесей. При пропускании мутной воды через осадок гидроксидов с остаточной адсорбционной емкостью, улучшается ее обесцвечивание. Использование осветлителей значительно сокращает площадь очистных сооружений, улучшает работу фильтров, существенно снижает расход реагентов.
Влияние на эффективность и интенсивность процесса коагуляции в воде
Для увеличения эффективности очистки воды предусмотрено создание оптимальных условий для интенсификации процесса осаждения гидроксидов алюминия и железа и ускорения протекания коагуляции.