Flokulacja reakcji, typy, zastosowania, przykłady

Flokulacja Jest to proces, w którym zachodzi transformacja zawiesin koloidalnych, stabilna ze względu na obecność obciążeń na powierzchni jej cząstek, do stanu niestabilności, który prowadzi do agregacji i sedymentacji zawieszonych cząstek.

Podczas flokulacji, z powodu agregacji, znaczny wzrost wielkości cząstek, staje się makroskopowy, widoczny dla ludzkiego oka. Zwiększają także swoją wagę, co uniemożliwia im pozostanie w zawieszeniu, wytwarzając sedymentację.

Ogólne przedstawienie procesu lub reakcji flokulacji. Żółte cząstki koloidalne oddziałują lub flokujają, a następnie osad. Źródło: Gabriel Bolívar.

Reprezentacja tego, co rozumiane przez flokulację pokazano powyżej. Flocki mają tendencję do wykazywania form skal i niekoniecznie wyglądają. Proces ten powstaje albo przez środki zewnętrzne, takie jak dodanie środka floculantu, albo przez nagłą destabilizację cząstek koloidalnych.

W niektórych przypadkach cząstki wytwarzane przez flokulację unoszą się na powierzchni zamiast osadowania. Wynika to z niskiej gęstości niektórych z tych cząstek.

Floculation ma zastosowania w branży, będąc w stanie wspomnieć o swoim zastosowaniu w przemyśle piwnym, produkcji żywności, produkcji papieru itp. Podobnie flokulacja jest stosowana w innych czynnościach, takich jak oczyszczenie i ochrona wody.

[TOC]

Reakcja flokulacyjna

Stan koloidalny

Stan koloidalny składa się z małych zawieszonych cząstek, które nie tworzą aglomeraty. Cząstki te mają ładunki elektryczne na swojej powierzchni, które rozwijają elektrostatyczne odpychanie między sąsiednimi cząsteczkami. Z tego powodu nie mogą początkowo dołączyć.

Dlatego właśnie te powierzchowne ładunki elektryczne wspierają stabilność stanu koloidalnego i jego cząstek, więc nie ma sedymentacji.

Koagulacja

Koagulacja występuje przez dodanie związków chemicznych, które neutralizują obciążenia cząstek koloidalnych. Najczęściej używanym koagulantem jest ałun, do₂(POŁUDNIOWY ZACHÓD₄)₃· 14H₂ALBO. Mówi się zatem, że koagulanty destabilizują cząstkę obciążoną elektrycznie.

Może ci służyć: wodorotlenek żelaza (ii): struktura, właściwości, użycia

Wprowadzenie przeciwnych ładunków elektrycznych umożliwia połączenie cząstek, tworząc kłaczki submikrometryczne. Te kłaczki charakteryzują się ich stabilnością podczas zawieszenia. To znaczy, że nadal nie „łamie” stanu koloidalnego.

Flokulacja

Flokulacja potrzebuje mieszaniny, aby była miękka, to znaczy, że jest wykonywana przy niskich prędkościach. Ponadto wymagana jest obecność flokulantu polimerowego o wysokiej masie cząsteczkowej. Ten floculant jest rozmieszczony wokół zestawu kowań submikrometrycznych, tworząc swoje podejście.

Krzyki wiążą się między nimi i zwiększają ich interakcje rządzone przez siły van der Waalsa.  W ten sposób tracą energię, a proces flokulacji rozwija się, powodując luźne kłaczki.

A następnie leniwe flocki są dodawane i wzmacniane wzajemnie do tworzenia makrofloków, które są widoczne w zawiesinie. Gdy osiągną prawidłowy rozmiar i wagę, ich sedymentacja jest ostatecznie wytwarzana.

Rodzaje flokulacji

Istnieją dwa rodzaje flokulacji: flokulacja pericinetic i flokulacja ortocynamiczna.

Flokulacja pericinetyczna

To jest ten, który pojawia się dzięki ruchowi Browna. Ten typ flokulacji wpływa tylko na cząstki średnicy niższe niż mikron. Dlatego flokulacja perycynetyczna nie występuje nic więcej na początku procesu flokulacji.

Flokulacja ortokintyczna

Dzieje się tak po flokulacji perycynowej. Jest generowany przez ruch cząstek we wszystkich kierunkach i prędkościach. Mając większy ruch, prawdopodobieństwo, że cząstki oddziałują ze sobą. Ruchy te są indukowane energią zewnętrzną do masy wody lub rozpuszczalnika.

Aplikacje

Flokulacja. Źródło: Institute of Renewable Energies - Unam/CC przez -s (https: // creativeCommons.Org/licencje/nabrzeże/4.0)

Podczas gdy flokulacja jest zjawiskiem, które jest zwykle wytwarzane w naturze, człowiek nauczył się wykorzystywać ten proces na swoją korzyść. Niektóre z jego zastosowań przemysłowych zostaną wymienione poniżej.

Może ci służyć: cykl wapnia: cechy, etapy i znaczenie

Uzdatnianie wody

Związki chemiczne znane jako koagulanty są dodawane do wody. Te koagulanty wiążą się z cząsteczkami i związkami chemicznymi w zawiesinie, wytwarzając ich agregację, a następnie sedymentację w postaci ciał stałych znanych jako FLOCS.

Najczęściej stosowanym związkiem chemicznym jest koagulant jest siarczan glinu, chociaż w tym celu stosuje się również gliniany sodu i siarczan żelazowy. Uformowane kłaczki to osad, wyjaśniający wodę. Jednak oprócz filtracji i obróbki chemicznej w celu oczyszczenia wody.

Wydobycie metali szlachetnych

Aby uzyskać metale szlachetne, konieczne jest oddzielenie ich od innych metali i związków, które je zanieczyszczają. W tym celu stosuje się selektywne opady metalu. Procesowi ten zwykle towarzyszy flokulacja i sedymentacja pożądanych metali, a także zanieczyszczenia.

Produkcja piwa

W fermentacji piwa komórki interweniują, takie jak drożdże, które tworzą makroskopowe kody. Drożdże obecne w tych cząstkach, mogą osadować lub unosić się na szczycie zbiorników fermentacji, gdzie można go zebrać w celu ponownego użycia w nowym cyklu fermentacji.

Flokulacja drożdży zależy od stężenia wapnia, wymagającego stężenia 50–100 ppm. Ta flokulacja może być odwrócona agregatem siarczanu, fosforanu lub środka Quelante EDTA.

Przemysł serów

Flokulacja jest wskaźnikiem ewolucji powstawania twarogu w początkowych etapach opracowania sera, co wskazuje na czas flokulacji ustanowienia twarogu. W nim formularze, które formują się, mogą oddziaływać ze sobą i flokularne.

Może ci służyć: kwas galiczny: struktura, właściwości, uzyskiwanie, zastosowania

Jakość wody

Istnieją gleby koloidalne, które podczas filtrowania w kierunku wody wytwarza jej zmętnienie i zjawisko eutrofizacji. Jest tak, że koloidy są bogate w składniki odżywcze, które sprzyjają wzrostowi i proliferacji niektórych gatunków zwierząt i roślin, co utrudnia rozwój innych gatunków.

Transformacja i flokulacja koloidów eliminuje ich dostęp do rzek i jezior. Dlatego poprawia jakość wody.

Przykłady flokulacji

Opracowanie masła

Całkowite mleko jest podgrzewane, a podczas chłodzenia gromadzi się na powierzchni lipidowej, która tworzy krem. Ten krem ​​jest produktem procesu krzepnięcia i flokulacji mleka. Następnie krem ​​jest zbierany i używany do przygotowania masła.

Produkcja i opady śniegu

Flokulacja interweniuje podczas tworzenia i wytrącania śniegu w postaci kryształów.

Proces filtracji

W uprawach gatunków biologicznych stosowanych w niektórych branżach istnieje wytwarzanie cząstek, które mogłyby utrudniać filtry i drenaż upraw. Flokulacja poprzez zwiększenie wielkości cząstek, pozostawia przestrzenie, przez które ciecz może krążyć.

Flokulacja asfaltenowa

Zakładając, że asfalteny w oleju były w stanie koloidalnym, są one zdolne do flokulicznego i osadu lub osadu. Wiele badań argumentuje, że zmieniając naturalne warunki ropy naftowej, promowana jest kadłuba asfaltensów, która osad jako czarne brązowe błoto. Ten „błot” lub stałe reprezentuje niezliczone problemy dla przemysłu naftowego.

Bibliografia

1. Dzień, r., & Underwood, a. (1965). Ilościowa chemia analityczna. (Ed.). Pearson Prentice Hall.
2. Wikipedia. (2020). Flokulacja. Źródło: w:.Wikipedia.org
3. Elsevier b.V. (2020). Flokulacja. Scientedirect. Pobrano z: Scientedirect.com
4. Metler Toledo. (S.F.). Co to jest flockulacja. Odzyskany z: MT.com
5. Ing. Yolanda andía Cárdenas. (2000). Obróbka wody: Koagulacja i flokulacja. [PDF]. Odzyskany z: sedapal.com.pe