Reakčná flokulácia, typy, aplikácie, príklady

Ten flokulácia Je to proces, v ktorom sa vyskytuje transformácia koloidných suspenzií, stabilná v dôsledku prítomnosti zaťaženia na povrchu jeho častíc, na stav nestability, ktorý vedie k agregácii a sedimentácii suspendovaných častíc.

Počas flokulácie v dôsledku agregácie značné zvýšenie veľkosti častíc, ktoré sa stáva makroskopickým, viditeľným pre ľudské oko. Zvyšujú tiež svoju váhu, čo im bráni v tom, aby zostali v zavesení a produkujú svoju sedimentáciu.

Všeobecné znázornenie procesu alebo flokulačnej reakcie. Žlté koloidné častice interagujú alebo flokulujú a potom sediment. Zdroj: Gabriel Bolívar.

Zastúpenie toho, čo sa chápe flokuláciou, je uvedené vyššie. FLOC majú tendenciu vykazovať formy váh a nemusia sa nevyhnutne pozerať okolo. Tento proces vzniká buď externými činidlami, ako je pridanie flokulačného činidla, alebo náhle destabilizácia koloidných častíc.

V niektorých prípadoch sa častice produkované flokuláciou vznášajú na povrchu namiesto sedimentu. Je to kvôli nízkej hustote niektorých z týchto častíc.

Fokulácia má v priemysle aplikácie, ktoré môžu spomenúť jeho používanie v priemysle piva, výroba potravín, výroba papiera atď. Podobne sa flokulácia používa pri iných činnostiach, ako je čistenie a ochrana vody.

[TOC]

Flokulačná reakcia

Koloidný stav

Kolidný stav je tvorený malými suspendovanými časticami, ktoré netvoria aglomeráty. Tieto častice majú na svojom povrchu elektrické náboje, ktoré vyvíjajú elektrostatické odpudky medzi susednými časticami. Z tohto dôvodu sa na začiatku nemôžu pripojiť.

Preto sú to tieto povrchné elektrické náboje, ktoré podporujú stabilitu koloidného stavu a jeho častíc, takže nedochádza k sedimentácii.

Zrážanie

Koagulácia sa vyskytuje pridaním chemických zlúčenín, ktoré neutralizujú záťaž na koloidné častice. Najpoužívanejším koagulantom je kamenec₂(SW₄)₃· 14h₂Ani. Preto sa hovorí, že koagulanty destabilizujú elektricky naloženú častice.

Môže vám slúžiť: Hydroxid železa (ii): Štruktúra, vlastnosti, použitia

Zavedenie opačných elektrických nábojov umožňuje časticiam spojiť sa, čím sa vytvárajú submikrometrické vločky. Tieto vločky sa vyznačujú svojou stabilitou, keď zostávajú v pozastavení. To znamená, že stále „nerozbijú“ koloidný stav.

Flokulácia

Flokulácia potrebuje, aby zmes bola mäkká, to znamená, že sa vykonáva pri nízkych rýchlostiach. Okrem toho je potrebná prítomnosť polymérnej flokulantov s vysokou molekulovou hmotnosťou. Táto flokulancia je usporiadaná okolo súboru submikrometrických vločiek, čím sa vytvára svoj prístup.

FLOC sa medzi nimi viažu a zvyšujú ich interakcie riadené silami Van der Waals.  Týmto spôsobom strácajú energiu a proces flokulácie naďalej napreduje, aby vznikol voľné vločky.

A potom sa pridajú lenivé vločky a posilňujú sa vzájomne k tvorbe makrofloc, ktoré sú viditeľné v suspenzii. Akonáhle dosiahnu správnu veľkosť a hmotnosť, ich sedimentácia sa konečne vytvorí.

Typy flokulácie

Existujú dva typy flokulácie: pericinetická flokulácia a ortokynamická flokulácia.

Pericinetická flokulácia

Je to ten, ktorý sa vyskytuje vďaka Brownovmu hnutiu. Tento typ flokulácie ovplyvňuje iba častice priemeru nižšie ako mikrón. Preto na začiatku flokulačného procesu nevyskytuje pericinetická flokulácia.

Ortocintická flokulácia

K tomu dochádza po pericinetickej flokulácii. Vytvára sa pohybom častíc vo všetkých smeroch a rýchlostiach. Pravdepodobnosť, že častice interagujú medzi sebou, sa zvyšuje. Tieto pohyby sú vyvolané vonkajšou energiou na hmotnosť vody alebo rozpúšťadla.

Žiadosti

Flokulácia. Zdroj: Inštitút obnoviteľných zdrojov energie - UNAM/CC BY -S (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/4.0)

Zatiaľ čo flokulácia je jav, ktorý sa bežne vyrába v prírode, človek sa naučil používať tento proces pre svoj prospech. Niektoré z jeho priemyselných aplikácií budú uvedené nižšie.

Môže vám slúžiť: vápnikový cyklus: Charakteristiky, fázy a dôležitosť

Úprava vody

Chemické zlúčeniny známe ako koagulanty sa pridávajú do vody. Tieto koagulanty sa viažu na častice a chemické zlúčeniny v suspenzii, čo produkuje ich agregáciu a následnú sedimentáciu vo forme tuhých látok známych ako vločky.

Najpoužívanejšou chemickou zlúčeninou je koagulant je síran hliník, hoci na tento účel sa tiež používajú hliník sodný a síran železitý. Vytvorené vločky sú sedimenty, ktoré objasňujú vodu. Avšak okrem filtrácie a chemického spracovania na čistenie vody.

Ťažba drahých kovov

Na získanie drahých kovov je potrebné ich oddeliť od iných kovov a zlúčenín, ktoré ich kontaminujú. Na tento účel sa používa selektívne zrážky kovov. Tento proces je zvyčajne sprevádzaný flokuláciou a sedimentáciou požadovaných kovov, ako aj znečisťujúcim látkam.

Výroba piva

Pri fermentácii piva zasahujú bunky, ako napríklad kvasinky, ktoré tvoria makroskopické vločky. Kvasinky prítomné v týchto častiach môžu sedimentovať alebo plávať v hornej časti fermentačných nádrží, kde sa môžu zbierať na opätovné použitie v novom fermentačnom cykle.

Flokulácia kvasiniek závisí od koncentrácie vápnika, ktorá si vyžaduje koncentráciu 50 - 100 ppm. Táto flokulácia môže byť zvrátená agregátom sulfátu, fosfátu alebo činidla quelante EDTA.

Priemysel

Fokulácia je indikátorom vývoja tvorby tvarohu v počiatočných štádiách vypracovania syra, čo naznačuje čas flokulácie zavedenia tvarohu. V ňom môžu micly, ktoré sa vytvárajú.

Môže vám slúžiť: kyselina galová: štruktúra, vlastnosti, získanie, použitie

Kvalita vody

Existujú koloidné pôdy, ktoré pri filtrovaní smerom k vode vytvárajú jeho zákal a jav eutrofizácie. To je to, že koloidy sú bohaté na živiny, ktoré uprednostňujú rast a šírenie niektorých druhov zvierat a rastlín, ktoré brzdia vývoj iných druhov.

Transformácia a flokulácia koloidov eliminuje ich prístup k riekam a jazerám. Preto zlepšuje kvalitu vody.

Príklady flokulácie

Vypracovanie masla

Kompletné mlieko sa zahrieva a pri jeho ochladení sa hromadí na jeho lipidovom povrchu, ktorý tvorí krém. Tento krém je produktom koagulačného a flokulačného procesu mlieka. Následne sa krém zhromažďuje a používa na prípravu masla.

Výroba a zrážky snehu

Flokulácia zasahuje počas tvorby a zrážok snehu vo forme kryštálov.

Filtračný proces

V plodinách biologických druhov používaných v určitých odvetviach existuje tvorba častíc, ktoré by mohli brániť filtrom a odtoku plodín. Flokulácia zvýšením veľkosti častíc, opúšťa priestory, cez ktoré môže kvapalina cirkulovať.

Flokulácia asfaltény

Za predpokladu, že asfaltény v olejových surovinách boli v koloidnom stave, sú schopné flokulárneho a sedimentu alebo zrážať sa. Mnohé štúdie tvrdia, že zmenou prírodných podmienok ropy sa podporuje flokulácia asfalténov, ktoré sediment ako čierne hnedé bahno. Toto „bahno“ alebo pevná látka predstavuje pre ropný priemysel nespočetné množstvo problémov.

Odkazy

1. Deň, r., & Underwood, a. (1965). Kvantitatívna analytická chémia. (Piate ED.). Pearson Prentice Hall.
2. Wikipedia. (2020). Flokulácia. Zdroj: In.Wikipedia.orgán
3. Elsevier B.Vložka. (2020). Flokulácia. Vedecký. Zdroj: ScienceDirect.com
4. Metler Toledo. (s.F.). Čo je to flokulácia. Získané z: mt.com
5. Ing. Yolanda Andía Cárdenas. (2000). Úprava vody: koagulácia a flokulácia. [PDF]. Získané z: Sedapal.com.pešo