Какво е суспензия (химия): определение, примери и видове

В химията суспензията е смес от два или повече компонента. При суспензията много малки частици твърдо вещество се смесват в течност, но не се разтварят. Ако останат неподвижни, твърдите частици ще се отделят от течността и ще паднат на дъното или ще се издигнат нагоре. Пясък във вода и брашно във вода са примери за суспензии. Суспензиите могат да се отделят бързо или да останат суспендирани дълго време в зависимост от това какво съдържат.

Ако дадена течност е суспендирана в друга течност, тя се нарича емулсия. Млякото е емулсия. Ако една течност е суспендирана в газ, тя е аерозол. Мъглата е аерозол.

Какво представлява суспензията — по-подробно

Суспензията е хетерогенна (нееднородна) физическа смес, в която дисперсните частици са видими или достатъчно големи, за да утаят под действието на гравитацията. По принцип частиците в суспензия са с размери обикновено >1 µm, докато при колоидите частиците са по-малки (приблизително 1 nm–1 µm). Характерни признаци са:

• Нееднородност — различни части на пробата могат да имат различен състав.
• Утаяване — с времето твърдите частици могат да се отделят и да се утаят на дъното, освен ако не се поддържа механично смесването.
• Турбидност — суспензията обикновено е мътна и разсейва светлина.

Фактори, които определят стабилността на суспензията

• Размер и форма на частиците — по-големите частици утаяват по-бързо.
• Плътност — голямата разлика в плътността между твърдото вещество и течността ускорява утаяването.
• Вискозитет на носителя — по-вискозна течност забавя движението на частиците и увеличава стабилността.
• Електростатични и повърхностни сили — зарядите и адсорбираните вещества могат да предизвикат флокулация (слепване) или, обратно, да стабилизират частиците чрез репулсия.
• Брауново движение — при много малки частици случаен термичен движение може да противодейства на утаяването (по-важно при колоидите).

Разлики между суспензия, колоид и разтвор

• Разтвор — еднородна смес, в която веществото се разтваря молекулярно; няма видими частици.
• Колойд — междинна система със силно разсейване на светлината (ефектът на Тиндал); частиците са много малки и не утаяват лесно.
• Суспензия — съдържа по-едри частици, които са видими или утаими; лесно се отделят механично.

Как се отделят компонентите на суспензия

Поради хетерогенния си характер суспензиите са често лесни за физично разделяне. Обичайни методи:

• Утаяване и декантиране — изчакване да се утаят частиците и внимателно изливане на горната течност.
• Филтриране — използване на пореста среда (хартиен филтър, плат, мембрана) за задържане на твърдите частици.
• Центрофугиране — ускоряване на утаяването чрез въртене при висока скорост.
• Флокулация и коагулация — добавяне на химични свързващи агенти, които предизвикват слепване на частиците и по-лесно отстраняване.

Примери и приложения

• Битови примери: пясък във вода, брашно във вода, боята (пигменти в свързващо средство).
• Биологични и медицински: кръв (клетки в плазма — форма на суспензия), лекарствени суспензии (например сиропи с неразтворими активни вещества).
• Индустриални: добив на минерали, пречистване на вода (утайки), производство на керамика и строителни материали.
• Храни и козметика: суспензии в напитки, пасти, кремове и др.

Практически бележки

• Суспензиите често изискват стабилизатори или агитиране преди употреба (например преди нанасяне на боя или вземане на медикамент).
• При работа със суспензии в лаборатория или индустрия трябва да се вземат мерки за безопасност при манипулиране и филтриране, особено ако частиците са фини и могат да образуват прах или аерозоли.
• Определянето на размера на частиците и турбидността помага за контрол на качеството и предсказване на поведението на суспензията.

В обобщение, суспензията е хетерогенна система, в която твърди частици са механично диспергирани в течност и могат да се отделят чрез физични методи. Нейната стабилност зависи от няколко физични и химични фактора, а правилният избор на методи за стабилизиране или разделяне е важен за приложенията в наука, индустрия и бит.

Търсене по буква