ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Дисперсные системы с газовой и твердой средой из "Краткий курс коллойдной химии" Пены— дисперсные системы, состоящие из ячеек (пузырьков), заполненных воздухом или каким-либо другим газом и отделенных друг от друга жидкими пленками. Дисперсной фазой в пенах является газ, а дисперсионной средой—жидкость. [c.255] Независимо от того, каким из двух способов осуществляется диспергирование газа—путем взбалтывания жидкости в газовой среде или путем пропускания пузырьков газа в жидкую среду, механизм образования всех пен одинаков сначала пузырьки газа образуют эмульсию Г- -Ж, а затем, покрываясь жидкостными двусторонними пленками, они поднимаются на поверхность жидкости и образуют над ней связанную пленчатую структуру в виде общей сетки-каркаса. Поднимаясь кверху, пузырьки освобождаются от большей части непрочно связанной с ними жидкости, вследствие чего первоначальная эмульсия Г- -Ж, переходя в пену, как бы концентрируется, и в ней из общего объема на долю жидкой—дисперсионной—фазы остается весьма небольшой объем (от 13 до 2%). [c.255] В связи с этим пены можно назвать высококонцентрированными эмульсиями газа в жидкости (г/ж) и рассматривать их не как аналоги золей низкой дисперсности, а как двухмерные гели. По многим свойствам пены настолько сходны с концентрированными эмульсиями, что часто в самом названии они заменяют друг друга. Так, некоторые авторы название эмульсий оставляют только за разбавленными дисперсными системами, независимо от того, является она Жх- Жг или Г- -Ж, а пенами называют все концентрированные системы тех же двух типов. [c.255] Важной характеристикой пены является ее устойчивость, которая определяется величиной, пропорциональной так называемому времени жизни Тмакс. пены, под которым подразумевают время (в секундах или минутах), прошедшее с момента возникновения пены до ее полного разрушения. Наиболее точной характеристикой устойчивости пены принимается время жизни одного пузырька, называемого элементарной пеной. [c.256] Время жизни пен абсолютно чистых жидкостей настолько мало, что они практически считаются неспособными вспениваться. Только в случае высокой вязкости (например, для глицерина) время жизни пен чистых жидкостей становится практически измеримым. Такое поведение пен из чистых жидкостей связано с разрушительным действием на пузырьки пены поверхностного натяжения их жидкостных пленок. Поэтому одним из основных условий пенообразования, как и эмульгирования в общем случае, является значительное понижение поверхностного натяжения жидкой среды. В этом прежде всего и заключается роль пенообразователей. Однако роль эта одним понижением поверхностного натяжения далеко не ограничивается. [c.256] многие вещества с сравнительно малой поверхностной активностью (например, сапонин) являются весьма сильными пенообразователями. Поэтому основная роль пенообразователей и в особенности сильных, как и роль сильных эмульгаторов, заключается в образовании ими механически прочных структурных пленок. [c.256] Пенообразователи могут быть разделены на две группы—слабые и сильные. В дальнейшем мы будем иметь в виду только наиболее важные в практическом отношении пены, образуемые воздухом и водными растворами, в которых растворенными веществами являются или слабые, или сильные пенообразователи. [c.256] Промежуточную (по степени дисперсности) группу пенообразователей составляют мыла, относящиеся к группе так называемых полуколлоидов—ъеахестъ, способных в зависимости от концентрации и температуры образовать в одной и той же среде как золи, так и растворы с сравнительно низким молекулярным весом (см. гл. XI). Мыла сочетают высокую поверхностную активность и способность давать механически прочные пленки. В едствие этого мыла являются наиболее активными пенообразователями, способными давать весьма обильные и устойчивые пены. К такому же типу пенообразователей относятся продукты пирогенетической переработки древесины—смолы, соли жирных кислот и др. [c.257] Разрушение (гашение) пены, часто необходимое в практике, достигается двумя путями—либо действуя на пену механическим путем, как на твердую систему, либо коллоидно-химическим путем, заменяя в пленке механически прочное вещество другим веществом, хорошо адсорбирующимся, но не дающим прочных пленок. Такими веществами могут служить сложные эфиры (масла), спирты, органические кислоты. [c.257] Практическое значение пенной флотации весьма велико. Пены с сильными пенообразователями играют значительную роль в различных отраслях произэодства—в пивоварении, виноделии, в изготовлении многих пищевых продуктов, в очистке диффузионных соков в сахарной промышленности, в мыловарении, в стиральном деле, в облагораживании тканей пенной мойкой в текстильной промышленности, в противопожарном деле (в пенных огнетушителях), в изготовлении высокопористых строительных материалов (например, пенобетонов) и др. [c.257] В ряде производств, например дрожжевом, сахарном, мыловаренном, на некоторых их этапах пены играют отрицательную роль, и с ними приходится бороться с помощью пеногасителей. [c.257] Такой флотационный процесс основан на различной смачиваемости водой частиц руды и включающей породы, а также на резком изменении смачивания поверхности этих частиц под действием специальных флотореагентцв. Чем меньше смачивание частицы водой, т. е. чем меньше величина коэффициента смачивания В=со5 6 (стр. 99—100), тем легче частица отделяется от окружающей водной среды и тем прочнее она прилипает к пузырьку воздуха. Прибавленный флоторе-агент, являющийся по отношению к воде маслом и обволакивающий масляными пленками как гидрофобные (олеофильные) ч стицы суспензии ценного минерала, так и гидрофобные пузырьки воздуха, еще более понижает смачиваемость частиц водой (коэффициент В принимает отрицательное значение) и одновременно усиливает гидрофобность пузырьков воздуха по отношению к воде и олеофильность их к частицам. [c.258] В результате у пузырька воздуха, и без того стремящегося подняться на поверхность воды, развивается подъемная флотационная сила, достаточная для того, чтобы вместе с пузырьком поднять на поверхность и прилипшие к нему частицы минерала. Чтобы подъемная сила могла поднять частицу, последняя не должна быть слишком крупной (не более 0,1 мм в поперечнике) и слишком мелкой оптимальные размеры определяются в зависимости от ее удельного веса и гидрофобности ее и флотореагента. [c.258] Из других продуктов лесохимии в качестве хороших коллекторов (флотомасел) можно отметить сосновое масло. Кэтой же группе флотореагентов относятся вещества, регулирующие действие коллекторов, так называемые депрессоры (препятствующие действию коллекторов) и активаторы (усилители коллекторов) обычно эти вещества являются электролитами. [c.259] Схема действия пенной флотации дана на рис. 61 (в дополнение к рис. 59,а). [c.259] Вернуться к основной статье