Железа устойчивость и коагуляция

Дисперсные системы, полученные химической конденсацией, содержат растворенные вещества, в основном — электролиты, которые могут вызвать коагуляцию и привести к расслоению фаз дисперсной системы. Например, золь гидроксида железа(П1), полученный гидролизом хлорида железа(П1), содержит ионы Н" и Сг, которые при охлаждении системы приводят к разрушению частиц дисперсной фазы, сопровождающемуся ослаблением характерной окраски золя. После соответствующей очистки этот золь приобретает устойчивость окраска его становится стабильной. [c.272]

Электрокинетические свойства. Получение золя гидроксида железа (III). Коагуляция. Агрегативная устойчивость [c.116]

Если коллоидные частицы соединяются непосредственно поверхностями, то коагуляция будет необратимой. Если между соединяющимися частицами остаются небольшие сольватные оболочки или двойной электрический слой, образовавшийся осадок можно снова перевести в раствор. Такой процесс называется обратимой коагуляцией. Растворы высокомолекулярных соединений (ВМС) и некоторых органических веществ образуют на поверхности коллоидных частиц прочные адсорбционно-сольватные слои, способствующие повышению устойчивости коллоидного раствора, т. е. проявляют защитное действие. Стабилизирующее действие этих соединений способствует лиофилизации (гидрофилизации) дисперсных систем по свойствам они становятся близкими к молекулярным коллоидам (обратимы, устойчивы). Если концентрация стабилизатора недостаточна для образования адсорбционно-сольватных слоев, его защитное действие резко снижается. При очистке воды содержащиеся в ней органические коллоиды замедляют процесс коагуляции, повышая устойчивость образующихся коллоидных растворов гидроксидов алюминия и железа. [c.120]

Коллоидные частицы гидроокиси железа, кремнезема, глинозема и других веществ, защищенные гумусом, водой рек, морей и океанов, могут переноситься на значительные расстояния коагулируя в новой обстановке, они участвуют в образовании различных осадочных толщ (осадочных железных руд, бокситов, кремневых образований и т. д.). Если в речных водах содержится значительное количество ионов-коагуляторов (особенно Са ), коллоидные частицы коагулируют с образованием более или менее крупных хлопьев непосредственно в речной воде. В реках с большой скоростью течения скоагулированные частицы переносятся в море. Когда реки вымывают из берегов много гумусовых коллоидов (особенно в период паводков), частицы лиофобных коллоидов, включая глинистые минералы, оказываются защищенными и более устойчивыми к коагуляторам. В этом случае много коллоидных частиц транспортируется в моря, океаны, озера, и коагуляция значительной части коллоидов происходит в прибрежной зоне, в местах встречи фронта речной и более минерализованной и щелочной морской воды. Несмотря на очень незначительное содержание железа в морской воде, в отложениях морей прошлых геологических периодов встречаются огромные скопления металла. В палеозое и мезозое речные воды выносили в моря большие количества алюминия, который отлагался в виде коллоидных гидратов с образованием бокситов. [c.337]

Примеси, находящиеся в дисперсном состоянии, обусловливают мутность воды. Цветность воды — ее окраска — обусловлена наличием гуминовых соединений, таннина, солей железа, окрашенных отходов производства. Органические загрязнения воды адсорбируются на дисперсных частицах и при этом проявляют себя как защитные коллоиды. Трудность водоочистки обусловлена необходимостью одновременного удаления органических загрязнений и дисперсных частиц, устойчивость которых обусловлена как электростатическим фактором, так и защитным действием. Одновременно предъявляются достаточно жесткие требования к скорости процесса, так как время пребывания каждой порции воды в очистных сооружениях составляет десятки минут. Сравним это время со временем, характеризующим кинетику коагуляции X, расчет по Смолуховскому, при г 1 Мкм и Сй 100 мг/л, дает З 10 с. Следует при этом учесть, что для формирования крупных агрегатов, скорость седиментации которых достаточно велика, требуется время, значительно превышающее [c.340]

Было изучено влияние на устойчивость и. коагуляцию золей гидрата окиси железа и сульфида мышьяка адсорбции неионогенных поверхностно-активных веществ, дифильные молекулы которых состоят из неполярного углеводородного радикала и полярной полиоксиэтиленовой цепи. В зависимости от интенсивности взаимодействия поверхности коллоидных частиц с дисперсионной средой влияние неионогенных поверхностно-активных веществ на коллоидные системы оказалось различным даже в качественном отношении. Поверхностно-активные соединения при малых их концентрациях в системе не повышали гидрофильности частиц гидрата окиси железа и уменьшали устойчивость гидрозоля к действию [c.298]

Замораживание дает ощутимые и устойчивые результаты в отношении осадков коагулированной взвеси, образуюш,ейся при очистке природных вод. В осадках сточных вод в больших количествах присутствуют органические вещества, которые могут препятствовать процессу коагуляции при замораживании, точнее — его необратимости. Такие осадки перед замораживанием или осуществлением какого-либо другого способа обезвоживания (на вакуум-фильтрах, пресс-фильтрах и т. д.) обрабатывают коагулянтами, известью, флокулянтами, хлором. Предпочтение отдают хлорному железу [178, 194—200], хлорированному или нехлорирован-ному железному купоросу [196, 201, 202], сернокислому окисному железу [178, 203]. Из алюминийсодержащих коагулянтов чаще всего используют Al2(S04)a. [c.336]

A. И. Рабинович полагал, что основной путь разработки проблемы устойчивости гидрофобных коллоидов (по крайней мере, в ее химическом аспекте) лежит в установлении связи между закономерностями адсорбции ионов и коагуляцией [9]. Первый цикл работ В. А. Каргина и был посвящен этой проблеме. Этому предшествовала разработка электрохимической методики. Точное электрометрическое определение адсорбции во многих коллоидных растворах — трудная задача вследствие побочных процессов и реакций на электродах. Большое внимание было уделено подбору соответствующих электродов. В это исследование было вовлечено большое число типичных коллоидных систем золи гидрата окиси железа, сернистого мышьяка, вольфрамовой кислоты, двуокиси титана, пятиокиси ванадия, кремнекислоты, гидроокиси алюминия и др. Отдельные из этих работ могут служить образцами тонкого и продуманного эксперимента, проведенного после тщательной методической подготовки, отдельные этапы которой имеют и самостоятельное значение. Из последних отметим обнаруженную неэквивалентность обмена ионов и открытие молекулярной адсорбции. Была показана сложность адсорбционного процесса и возникновение побочных реакций в адсорбционном слое и дисперсной среде, в том числе при добавлении нейтральных электролитов. [c.83]

Хлопья гидрата окиси железа тяжелее хлопьев гидроокиси алюминия в 1,5 раза и, следовательно, скорее осаждаются. Они более устойчивы и не разрушаются в щелочной среде, что имеет значение при объединении в общей установке процессов коагуляции и умягчения воды. Температура воды не оказывает существенного влияния на скорость процесса коагуляции солями железа. В силу этого соли железа нашли широкое применение в качестве коагулянтов, особенно на водоумягчительных установках. [c.35]

Потеря устойчивости золей гидроокиси алюминия или железа объясняется тем, что вводимые осадки из адсорбционного слоя мицеллы поглощают ионы, придающие коллоидным частицам устойчивость. Кроме того, осадки, введенные в качестве затравок, являются своеобразными центрами агрегации. Большую роль в этом процессе играет ортокинетическая коагуляция — захватывание крупными хлопьями мелких в процессе осаждения. [c.189]

Коагуляцию коллоидного раствора можно вызвать нагреванием. Однако повышение температуры различно влияет на устойчивость золей. Одни из них, например As,Sg, 5Ь.,5з, при нагревании легко коагулируют, в то время как раствор гидрата окиси железа не изменяет своих свойств при длительном кипячении. [c.227]

Чередование зон коагуляции. При значительном увеличении концентрации добавленных многозарядных ионов их может адсорбироваться на коллоидных частицах такое большое количество, что гранулы могут не только стать электронейтральными, но и перезарядиться. При этом гранулы приобретают знак заряда избыточно адсорбированных ионов добавленного электролита и снова становятся устойчивыми коллоидными частицами. Так, например, при добавлении к золю платины небольших количеств хлорного железа ЕеС1з наблюдается понижение отрицательного заряда коллоидных частиц платины и их коагуляция увеличение количества этого электролита приводит к перезарядке частиц платины, которые приобретают уже положительный заряд. Еще большие количества ЕеС1з будут вновь оказывать коагулирующее действие, далее опять произойдет перезарядка частиц (на отрицательный заряд) и т. п. Такое чередование состояний электронейтральности и заряженности частиц называют чередованием зон коагуляции или явлением ненра- [c.159]

Коагуляция происходит не только при прибавлении к золю электролита, но также при смешивании двух коллоидных растворов, частицы которых имеют противоположные заряды, например при сливании растворов положительного коллоида гидроокиси железа и отрицательного коллоида сернистого мышьяка. В этом случае противоположно заряженные коллоидные частицы разряжаются, что влечет за собой нарушение устойчивости обоих коллоидов и их совместную коагуляцию полная коагуляция обоих коллоидов происходит только при определенных количественных соотношениях компонентов. [c.153]

Известно, что гидрофобные (олеофильные) коллоиды в водной среде чувствительны к добавкам электролитов и коагулируют при определенной их концентрации. Из многочисленных экспериментальных данных известно также, что потеря устойчивости гидрофобными коллоидами и их коагуляция обусловливается двумя факторами уменьшением заряда частиц и адсорбцией добавленных электролитов. Влияние обоих этих факторов обычно накладывается одно на другое, но в некоторых благоприятных случаях каждое из них можно обнаружить независимо от другого. Еще в 1921 году Мацуно [104] сравнил коагулирующее действие комплексов кобальта различной валентности по отношению к золю сульфида мышьяка. Оказалось, что пороги коагуляции уменьшаются с увеличением валентности комплексных ионов в соответствии с правилом Шульце — Гарди [105]. Поскольку адсорбируемость этих комплексных ионов почти одна и та же, то, очевидно, различия в порогах коагуляции должны быть обусловлены главным образом различием в величине заряда этих ионов. Фрейндлих и Бирштейн [106] сравнили пороги коагуляции гомологов натриевых солей жирных кислот ( i — Се) по отношению к золю окиси железа, а также алкилзамещенных (Сг С12) аммонийхлоридов по отношению к золю сульфида мышьяка. Они обнаружили, что пороги коагуляции закономерно уменьшаются с увеличением числа атомов углерода в цепях ионов электролитов и что, таким образом, соблюдается правило Траубе [107]. Следовательно, в этом случае полученные результаты определяются в основном различиями в адсорбируемости указанных одновалентных органических электролитов. [c.254]

Из таблицы 52 видно, как идет процесс при коагуляции отрицательного золя платины раствором хлорида железа (П1).При увеличении количества прибавленного хлорида железа (П1) золь претерпевает следующие изменения отрицательно заряженный золь — коагуляции нет, заряд равен нулю— коагуляция, положительно заряженный золь — коагуляции нет, заряд равен нулю—коагуляция. Такое явление периодического чередования устойчивости золя с зонами коагуляции носит название неправильных рядов коагуляции или зон к о а г у л я ц и и (рис. 117). [c.345]

Особую группу гелей образуют студенистые осадки, получающиеся при коагуляции золей (гидроксида железа (П1), кремниевой кислоты и т. д.), а также хлопья высокомолекулярных соединений при высаливании растворов. Такие осадки, включающие значительное количество дисперсионной среды, не вполне однородные (кинетическая устойчивость нарушена), называются коагелями. [c.364]

Было изучено влияние на устойчивость и коагуляцию золей гидрата окнси железа и сульфида мышьяка адсорбции неионогенных поверхностно-активных веществ, дифильные молекулы которых состоят из неполярного углеводородного радикала и полярной полиоксиэгиленовой цепи. В зависимости от интенсивности взаимоде ствия поверхности коллоидных частиц с дисперсионной средой влияние неиоюгенных поверхностно-активных веществ на коллоидные системы оказалось различным даже в качественном отношении. Поверхностно-активные соединения при малых их концентрациях в системе не повышали гидрофильности частиц гихрата окиси железа и уменьшали устойчивость гидрозоля к действию электролитов. Это, очевидно, связано с промежуточным характером золя Ре(ОН)з, имеющего достаточно гидрофильные частицы. При больших концентрациях иеионогенные поверхностно-активные вещества вызывали коагуляцию золя Ре(ОН)з. [c.298]

Остаток после водного выщелачивания обрабатывают кислотами, в раствор переходит цирконий и примеси — железо, титан, алюминий и др. Кремниевая кислота в зависимости от концентрации кислоты, ее природы и температуры выделяется в виде плотного порошка либо образует гели и золи. Золи кремниевой кислоты обладают максимальной устойчивостью в интервале концентраций кислот0,0005—0,5 н. Наибольшая же скорость коагуляции наблюдается при pH 5—6 либо при концентрации кислот выше 2—3 н. Более сильным коагулирующим действием обладает серная кислота. Отделить кремниевую кислоту— сложная технологическая задача, коагуляция ее может продолжаться сутками. Для ее ускорения растворы нагревают и вводят в них столярный клей или другие коагулянты. Содовый спек, состоящий в основном из Na2ZrSi05, выщелачивается сразу кислотой. В этом случае количество SI02- хНгО значительно больше, так как предварительно ее не отделяют. Кремниевая кислота адсорбирует довольно много циркония, что вызывает его потери. [c.317]

Г идроксиды и сульфиды тяжелых металлов образуют устойчивые коллоидные системы, поэтому для интенсификации процесса их осаждения в сточные воды добавляют коагулянты и флокулянты. В качестве коагулянтов чаще всего используют сульфаты алюминия (Ab(S04)3 I8H2O) или трехвалентного железа (Ре2(804)з 9Н2О). Расширению оптимальных режимов коагуляции (по pH и температуре) способствуют флокулянты. Они также в несколько раз увеличивают скорость выпадения осадков тяжелых металлов. Чаще всего в качестве флокулянта применяют полиакриламид, который обычно вводят в количестве 0,1—10 г/м очищаемой воды. На рис. 5.5 представлена общая технологическая схема очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов. [c.132]

Наиболее эффективная коагуляция достигается при добавлении в устойчивую дисперсную систему электролитов, содержащих ионы с противоположным зарядом, в результате чего также ликвидируется агрегативная устойчивость частиц. В качестве коагулянтов в процессах электролитной коагуляции применяют соли алюминия, железа и их смеси [98]. Для коагуляции сточных вод производств ПВХ наибольшее распространение получил сульфат алюминия А12(804)з 18Н2О, способный сам образовывать коагуляционные структуры. Как соль сильной кислоты и слабого основания он в воде подвергается гидролизу, образуя гидроксид [c.159]

К условиям, способствующим образованию устойчивых коллоидных частиц гидроксида железа, по-видимо1 яу, следует отнести повышение катодной плотности тока до величины, после которой начинается коагуляция понижение температуры и концентрации злектролита повышение сислотности. Данные предположения хорошо согласуются с окспери- [c.94]

Так как суспензоиды стабилизируются электрическими зарядами, можно ожидать, что, несмотря на стремление к коагуляции при нейтрализации заряда, в том случае, если нейтрализованный заряд окажется замещенным зарядом противоположного знака раньше, чем коагуляция успеет наступить, может снова получиться устойчивый золь (неправильные ряды). Что этого в некоторых специальных случаях можно добиться, показывают данные Букстона и Тиге, приведенные в табл. 7, относительно коагуляции раствором хлорного железа золя платины, полученного по Бредигу (см. также стр, 192). [c.140]

Магнитная обработка водных растворов и суспензий далеко не всегда, однако, приводит к желаемым результатам [91, 92]. Многое зависит от режима обработки, напряженности поля, свойств материала твердой фазы, электролитного состава воды. Наиболее устойчивые результаты достигаются при воздействии магнитного поля на частицы ферромагнетиков. Структурообразование в водных суспензиях железа и окиси железа описано Гервеем [93]. Лавров и др. [61, 63] подробно изучили влияние магнитного поля (напряженностью до 1600 а/см) на скорость коагуляции и осажде- [c.120]

Изучение природы остаточной мутности воды после проведения коагуляции и отделения в осадок хлопьев в отстойниках или на фильтрах привело некоторых исследователей к выводам, что остаточная мутность обусловлена некоагулируемостью отдельных видов загрязнений вследствие их специфических свойств. К таким свойствам относят высокую агрегативную устойчивость частиц и их малую массу, не позволяющую частицам при столкновениях войти в достаточно прочный контакт друг с другом или с продуктами гидролиза коагулянта [61]. Однако, как можно проследить по многочисленным производственным данным, почти всегда между количеством выносимых с очистных сооружений механических примесей и остаточным содержанием алюминия или железа наблюдается пропорция, близкая к соотношению исходных количеств этих компонентов на входе потока в водоочистное устройство. Поэтому правильнее предположить, что остаточная мутность является следствием разрушения хлопьев коагулированной взвеси. [c.146]

На важную роль фактора сольватации в механизме стабилизации лиофильных (лиофилизированных) дисперсий указывают данные о температурной зависимости устойчивости этих систем. Как показано Бараном и Соломенцевой, для гидрофильного золя оксида железа(III) характерно скачкообразное изменение порогов коагуляции электролитов при увеличении температуры (рис. 1.4). Ими обнаружено, что агрегатив-ная устойчивость золей золота, иодида серебра, сульфидов мышьяка и сурьмы, содержащих адсорбированный гидрофильный полимер (желатину, полиэтиленоксид, поливиниловый спирт и др.), с ростом темпе- [c.23]

Швекендик [84] изучал ориентированную коагуляцию аэрозоля окиси железа, которая наблюдается не только в коллоидных растворах, но и в аэрозолях. Аэрозоль, полученный сжиганием паров пентакарбонила железа, не отличался устойчивостью в ультрамикроскопе наблюдалось агрегирование уже спустя /2 часа после его получения. Перед исследованием в электронном микроскопе частицы аэрозоля осаждали на пленку и сверху покрывали влан ной коллодиевой пленкой, которая после высыхания фиксировала частицы. Таким образом устранялась возможность перемещения частиц в магнитном поле объективной линзы микроскопа. На микрофотографиях были обнаружены хорошо ориентированные, без разветвлений, цепочки из частиц размером 0,05—1 р,. Многие частицы имели форму правильных шестиугольников вероятно, это были частицы окиси или карбоната железа. Интересное явление наблюдалось при рассматривании в ультрамикроскоп аэрозоля, помещенного между пластинами конденсатора при изменении знака заряда электродов агрегаты частиц, представлявшиеся в виде группы светящихся точек, совершали змееподобные движения в ритме частоты тока, подведенного к конденсатору. Нет оснований считать, что агрегаты.частиц представляли собой диполи ввиду заметной электропроводности кристаллов. Наиболее вероятное объяснение состоит в том, что частицы являлись маленькими магнитами, которые при старении аэрозоля располагались в цепочки, осуществляя, таким образом, ориентированную агрегацию. [c.156]

Нарушение устойчивости коллоидных систем при коагуляции или флокуляции и контактной фильтрации достигается за счет введения веществ, которые способствуют слипанию или соединению коллоидных частиц. Макромолекулы природных и искусственных веществ, в частности полиэлектролитов, имеют высокую тенденцию к накоплению на поверхности раздела фаз. Такие вещества успешно используют в качестве агрегатирующих агентов. Соли железа и алюминия, используемые как коагулянты и дестабилизаторы, также относятся к агрегатирующим агентам благодаря их способности образовывать полиядерныепродукты гидролиза М (ОН)т " , которые хорошо адсорбируются на поверхности раздела частица — вода. С ростом концентрации нейтральных электролитов (не проявляющих специфического взаимодействия) коллоиды также становятся менее устойчивыми из-за того, что диффузная часть двойного электрического слоя сжимается противоионами [1—4]. [c.9]

Понижение устойчивости получаемых при коррозии железа гидрозолей является неже.лательным, так как может привести к коагуляции гидроокиси железа еще до смешения коагулянта с очищаемой водой. Наиболее благоприятным является такое состояние феррозолой, при котором начинается скрытая коагуляция. [c.350]

В работе I была представлена принципиальная возможность получения композиций на основе жидких стекол, устойчивых ю только при воздействии кислых и нейтральных сред, но также и щелочей. При этом было показано, что основной структурной фазой,от-вечащей за универсальную стойкость таких композиций, являются малогидратированные гидросиликаты стекла с повышенным, в сравнении с исходным, соотношением 3102 1Га20, модифицированные ионами металлов алюминия, кальция и железа. Одним из условий формирования таких структур является предотвращение быстрой коагуляции жидких стекол и ускоренное образование геля кремневой кислоты при одновременном взаимодействии их с активным тонкомолотым наполнителем, содержащим вышеуказанные металлы. [c.126]

Коагулирование. Этот метод используется для выделения из сточных вод взвешенных и коллоидных примесей. Механизм процесса коагулирования сточных вод аналогичен тому, который был рассмотрен при обработке природных вод. Но переносить его механически на обработку сточных вод нельзя, так как состав примесей сточных вод не отличается таким постоянством, как в природных. Коагулянт необходимо, выбирать так, чтобы знак заряда его коллоидных частиц был противоположен знаку заряда частиц примесей. Вследствие малой агрегативной устойчивости взвешенных веществ доза коагулянта для их удаления будет меньше, чем для коагуляции коллоидных иримесей. При коагулировании удаляются примеси, обусловливающие мутность, цветность воды, снижаются ХПК и БПК. Наряду с сульфатом алюминия в качестве коагулянтов широко используются хлорид железа (П1), сульфат железа (И), хлорид алюминия, основной хлорид алюминия, катионные полиэлектролиты (ВА-102, ВА-212 и др.). Если производственные сточные воды не имеют достаточного щелочного резерва, необходимо проводить коагулирование с подщелачиванием. [c.183]

На устойчивость ферроцианидных золей оказывают влияние освещение, температура, pH, концентрация, состав солевого фона [552, 651, 662, 702, 716, 790, 1438,1439,1461, 1599,1600]. Показано, что при действии света и ультрафиолетового облучения устойчивость ферроцианидных золей возрастает [552, 662, 716, 790]. При охлаждении коллоидных ферроцианиадов меди и железа до (—15) -+ (—20)° С [1333] наблюдался раснад коллоидной системы (слипание мицелл и коагуляция). [c.209]

Чтобы предотвратить преждевременную коагуляцию, при проведении различных технологических операций необходимо избегать введения в дисперсию электролитов, чрезмерно интенсивного перемешивания, замораживания дисперсии, соприкосновения ее с некоторыми металлами, например с железом и его соединениями. Углеродистая сталь обычно вызывает коагуляцию дисперсий, в том числе латекса СВХ. В качестве материалов для изготовления тары, в которой следует хранить латекс, рекомендуются нержавеющая сталь, никель, свинец, дерево, стекло, резина, пластмассы и др. Можно применять также тару с тщательно выполненным внутренним лаковым покрытием (перхлорвини-ловая смола с наполнителями и др.). Агрегативная устойчивость дисперсий повышается при добавлении в водный раствор мыла, солей сульфокислот, неионогенных эмульгаторов. Характерно, что введение небольших количеств желатина (широко применяемого защитного коллоида) вызывает быструю коагуляцию частиц полимера в латексе СВХ. [c.109]

Растворы электролитов, содержащие одно- и двухзарядные ионы в количествах, вызывающих снижение g-потенцнала до критического значения, вызывают коагуляцию золя. По-иному воздействуют на них растворы солей трех- и четырехзарядных ионов металла, а также ионы Н3О+ и 0Н . При возрастании их концентрации выше порога коагуляции эти электролиты сначала вызывают коагуляцию, но с дальнейшим повышением их концентрации зона коагуляции сменяется устойчивой зоной, последняя при более высокой концентрации электролита переходит в новую зону коагуляции. При этом изменяется знак -потенциала. Это явление получило название перезарядки золей. Так, например, если к золю платины, налитому в ряд пробирок, прибавлять раствор хлорида железа (П1) со все возрастающей концентрацией, то можно добиться коагуляции золя, но если перейти некоторый предел увеличения концентрации хлорида железа (И1), то золь перестает коагулировать. При действии еще более концентрированными расторами электролита золь снова коагулирует. Для каждого из полученных растворов в пробирках— золь платины + хлорид железа (П1) — определяли заряд золя, пользуясь электрофорезом (табл. 52). [c.345]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология