2.5.3. Суспензии и их свойства

В медицинской практике при лечении ряда кожных заболеваний используют суспензии, содержащие кальциевые, магниевые, цинковые и другие препараты, а также пасты – предельно концентрированные суспензии (рис. 24). Высокая концентрация дисперсной фазы в пастах препятствует свободной седиментации частиц, и этим обеспечивается устойчивость паст и длительность их хранения. Суспензии ядохимикатов, пестицидов, минеральных удобрений применяют в сельском хозяйстве. Многие продукты питания и лекарственные средства представляют собой суспензии и пасты.

• Суспензии – микрогетерогенные дисперсные системы, в которых дисперсионной средой является жидкость, а дисперсная фаза представлена твердыми частицами с размером 10^–6 – 10^–4 м.

Рис. 24. Классификация лекарственных средств, образующих суспензии

Суспензии – жидкая лекарственная форма, представляющая собой мелкодисперсную систему, в которой твердое вещество взвешено в жидкости.

Наиболее грубодисперсные системы называют взвесями.

Суспензии отличаются от коллоидных растворов (золей) значительно большими размерами частиц дисперсной фазы, и этим обусловлена разница в их свойствах. Относительно крупные частицы дисперсной фазы в суспензиях практически не подвержены броуновскому движению, и поэтому они не проявляют способность к диффузии, а также не способствуют явлению осмоса в системе.

Суспензии отражают видимый свет: при прямом освещении они мутны, в то время как коллоидные растворы при прямом освещении прозрачны.

Суспензии являются седиментационно неустойчивыми системами вследствие относительно крупных размеров частиц, которые оседают или всплывают в зависимости от соотношения плотностей дисперсионной среды и дисперсной фазы. В то же время удельная поверхность раздела фаз, а значит, и свободная поверхностная энергия в суспензиях существенно меньше, чем в золях (при одинаковой массовой концентрации дисперсной фазы в обеих системах). Агрегативная устойчивость суспензий обеспечивается, как и у коллоидных растворов, расклинивающим давлением в тонких слоях жидкости между частицами.

Стабилизацию суспензий можно производить полимерами. При этом не только повышается агрегативная устойчивость, но и замедляется седиментация, так как повышается вязкость дисперсионной среды.

Примеры решения задач и упражнений

1. Вычислите электрокинетический потенциал частиц суспензии, если электрофоретическая скорость их равна 1,8710^–4 см/с, напряженность электрического поля 300 В/м, диэлектрическая проницаемость 81, вязкость 110^–3 Пас.

Решение:

Рассчитаем электрокинетический потенциал по формуле (0):

2. Вычислить –потенциал частиц суспензии, если при измерении электрофоретической скорости частиц разность потенциалов равна 139 В, расстояние между электродами 27 см, перемещение частиц за 10 мин составляет 14, 36 мм. Диэлектрическая проницаемость 80,1; вязкость 110^–3 Пас.

Решение:

Рассчитываем электрофоретическую скорость:

Электрокинетический потенциал равен (0):

Задачи и упражнения для самостоятельного решения

1. Составьте сравнительную характеристику (седиментационная устойчивость, молекулярно-кинетические свойства, электрокинетические явления, рассеяние света, связнодисперсные системы) золей и суспензий.

2. Вычислите удельную поверхность суспензии каолина (плотность 2,510^–3 кг/м³), если ее частицы считать шарообразными, а средний диаметр частиц равным 0,5 мкм. Суспензия монодисперсна.

(Ответ:4,810³ м²/кг)

3. Вычислите электрокинетический потенциал частиц суспензии, если электрофоретическая скорость их равна 1,9910^–4 см/с, напряженность электрического поля – 0,57 В/см, диэлектрическая проницаемость 81, вязкость 110^–3 Пас.

(Ответ: 0,487 В)

4. Вычислить -потенциал частиц суспензии, если при измерении электрофоретической скорости частиц внешняя разность потенциалов равна 240 В, расстояние между электродами 30 см, перемещение частиц за 10 мин составляет 14, 36 мм. Диэлектрическая проницаемость 81, вязкость 1,00510^–3 Пас.

(Ответ: 2,52 мВ)

5. Суспензия протаргола содержит 0,08% коллоидного серебра. Осмотическое давление суспензии равно 0,08 Па при 37°С. Рассчитать средний диаметр сферических коллоидных частиц золя. Плотность серебра 10,510^–3 кг/м³.

(Ответ: 17,810^–9 м)