Reaksjonsflokkulering, typer, applikasjoner, eksempler

De flokkulering Det er en prosess der transformasjonen av kolloidale suspensjoner oppstår, stabil på grunn av tilstedeværelsen av belastninger på overflaten av dens partikler, til en tilstand av ustabilitet som fører til aggregering og sedimentering av suspenderte partikler.

Under flokkulering, på grunn av aggregering, blir en betydelig økning i størrelsen på partiklene, makroskopisk, synlig for det menneskelige øyet. De øker også vekten, noe som forhindrer dem i å holde seg i suspensjon, og produserer sedimentering.

Generell representasjon av prosessen eller flokkuleringsreaksjonen. Gule kolloidale partikler samhandler eller flokkulerer og deretter sediment. Kilde: Gabriel Bolívar.

En representasjon av det som forstås ved flokkulering er vist ovenfor. Flokkene har en tendens til å vise former for skalaer, og ser ikke nødvendigvis rundt. Denne prosessen har sin opprinnelse enten av eksterne midler, for eksempel tilsetning av et flokulantmiddel, eller ved brå destabilisering av kolloidale partikler.

I noen tilfeller flyter partiklene produsert ved flokkulering på overflaten i stedet for sedimentasjon. Dette skyldes den lave tettheten til noen av disse partiklene.

Flokulering har applikasjoner i bransjen, og kan nevne bruken i ølindustri, matproduksjon, papirproduksjon, etc. På samme måte brukes flokkulering i andre aktiviteter som rensing og bevaring av vann.

[TOC]

Flokkuleringsreaksjon

Kolloidal tilstand

Den kolloidale tilstanden består av små suspenderte partikler som ikke danner agglomerater. Disse partiklene har elektriske ladninger på overflaten, som utvikler elektrostatiske frastøtninger mellom nabopartikler. Av denne grunn kan de ikke bli med innledningsvis.

Derfor er det disse overfladiske elektriske ladningene som støtter stabiliteten i kolloidal tilstand og dens partikler, så det er ingen sedimentasjon.

Koagulasjon

Koagulering skjer ved tilsetning av kjemiske forbindelser som nøytraliserer belastninger på kolloidale partikler. Den mest brukte koagulanten er alun, til₂(SW₄)₃· 14H₂ENTEN. Det sies derfor at koagulanter destabiliserer en elektrisk lastet partikkel.

Kan tjene deg: jernhydroksid (ii): struktur, egenskaper, bruk

Innføring av motsatte elektriske ladninger gjør at partiklene kan slå seg sammen, og danner de submikrometriske flokkene. Disse flokkene er preget av deres stabilitet når de holder seg i suspensjon. Det vil si at de fremdeles ikke "bryter" den kolloidale tilstanden.

Flokkulering

Flokkuleringen trenger blandingen for å være myk, det vil si at den utføres i lave hastigheter. I tillegg kreves tilstedeværelsen av en flokculant med høy molekylvekt. Denne flokkulanten er ordnet rundt et sett med submikrometriske flokker, og produserer sin tilnærming.

Flokkene binder seg mellom dem og øker interaksjonene deres styrt av van der Waals styrker.  På denne måten mister de energi og flokkuleringsprosessen fortsetter å komme videre for å gi opphav til løse flokker.

Og så blir late flokkene tilsatt og styrket gjensidig til dannelsen av makroflokker, som er synlige i suspensjon. Når de når riktig størrelse og vekt, produseres deres sedimentasjon endelig.

Typer flokkulering

Det er to typer flokkulering: perikinetisk flokkulering og ortocynamisk flokkulering.

Perikinetisk flokkulering

Det er den som oppstår takket være den browniske bevegelsen. Denne typen flokkulering påvirker bare diameterpartiklene som er lavere enn en mikron. Derfor forekommer perikinetisk flokkulering noe mer i begynnelsen av flokkuleringsprosessen.

Ortokintisk flokkulering

Dette skjer etter perikinetisk flokkulering. Det genereres av bevegelse av partikler i alle retninger og hastigheter. Å ha større bevegelse, sannsynligheten for at partikler samhandler med hverandre øker. Disse bevegelsene induseres av en ekstern energi til vannets eller løsningsmidlets masse.

applikasjoner

Flokkulering. Kilde: Institute of Renewable Energies - UNAM/CC av -S (https: // CreativeCommons.Org/lisenser/by-SA/4.0)

Mens flokkulering er et fenomen som normalt produseres i naturen, har mennesket lært å bruke denne prosessen til hans fordel. Noen av de industrielle applikasjonene vil bli nevnt nedenfor.

Det kan tjene deg: Kalsiumsyklus: Karakteristikker, stadier og betydning

Vannbehandling

Kjemiske forbindelser kjent som koagulanter tilsettes vann. Disse koagulantene binder seg til partikler og kjemiske forbindelser i suspensjon, og produserer deres aggregering og påfølgende sedimentasjon i form av faste stoffer kjent som flokk.

Den mest brukte kjemiske forbindelsen er koagulant er aluminiumsulfat, selv om natriumaluminat og jernsulfat også brukes til dette formålet. De dannede flokkene er sediment, og klargjør vannet. I tillegg til filtrering og kjemisk behandling er det imidlertid nødvendig.

Edelt metallgruvedrift

For å få edle metaller er det nødvendig å skille dem fra andre metaller og forbindelser som forurenser dem. For dette brukes selektiv metallutfelling. Denne prosessen er vanligvis ledsaget av flokkulering og sedimentering av de ønskede metaller, så vel som miljøgifter som tilfelle.

Ølproduksjon

I gjæringen av øl griper celler, for eksempel gjær, som danner makroskopiske flokker. Gjæren som er til stede i disse partiklene, kan sediment eller flyte øverst på gjæringstankene, hvor den kan samles for å gjenbruke i en ny gjæringssyklus.

Flokkuleringen av gjæren avhenger av konsentrasjonen av kalsium, og krever en konsentrasjon på 50 - 100 ppm. Denne flokkuleringen kan reverseres med et aggregat av sulfat, fosfat eller quelante EDTA -middel.

Osteindustri

Flokulering er en indikator på utviklingen av dannelsen av ostemassen i de innledende stadiene av ostutdyping, noe som indikerer flokkuleringstidspunktet for etablering av ostemassen. I den kan micellene som form kan samhandle med hverandre og flokkulære.

Det kan tjene deg: Gallinsyre: Struktur, egenskaper, innhenting, bruk

Vannkvalitet

Det er kolloidjord som når du filtrerer mot vann produserer dens turbiditet og overgjødslingsfenomenet. Dette er at kolloider er rike på næringsstoffer som favoriserer vekst og spredning av noen dyre- og plantearter, som hindrer utviklingen av andre arter.

Transformasjonen og flokkulering av kolloider eliminerer deres tilgang til elver og innsjøer. Derfor forbedrer det vannkvaliteten.

Eksempler på flokkulering

Smørutslipp

Den komplette melken blir oppvarmet, og når avkjøling samler den seg på lipidoverflaten som danner en krem. Denne kremen er produktet av en koagulasjons- og flokkuleringsprosess med melk. Deretter samles kremen og brukes til tilberedning av smør.

Produksjon og nedbør av snø

Flokkulering griper inn under dannelsen og nedbøren av snø i form av krystaller.

Filtreringsprosess

I avlingene til biologiske arter som brukes i visse bransjer, er det generering av partikler som kan hindre filtrene og drenering av avlingene. Flokkuleringen ved å øke størrelsen på partiklene, forlater rom som væsken kan sirkulere.

Asfaltenflokkulering

Forutsatt at asfaltener i oljerås har vært i kolloidal tilstand, er disse i stand til flokkulært og sediment eller bunnfall. Mange studier hevder at flokkuleringen av asfaltens ved å variere de naturlige forholdene til råolje fremmer, noe som er sediment som en svartbrun gjørme. Denne "gjørmen" eller solid representerer utallige problemer for oljeindustrien.

Referanser

1. Dag, r., & Underwood, a. (1965). Kvantitativ analytisk kjemi. (Femte utg.). Pearson Prentice Hall.
2. Wikipedia. (2020). Flokkulering. Hentet fra: i.Wikipedia.org
3. Elsevier f.V. (2020). Flokkulering. Scientedirect. Hentet fra: Scientedirect.com
4. Metler Toledo. (s.F.). Hva er flokkulering. Gjenopprettet fra: MT.com
5. Ing. Yolanda ogía Cárdenas. (2000). Vannbehandling: Koagulering og flokkulering. [PDF]. Gjenopprettet fra: Sedapal.com.PE