Suspenzija (hemija)
Suspenzija je heterogena smjesa koja sadrži čvrste čestice, koje su dovoljno velike za sedimentaciju. Obično moraju biti veće od jednog mikrometra. To je heterogena mješavina u kojoj se raspršene čestice ne rastvaraju, već se zadržavaju u masi medija. Suspendovane čestice vidljive su golim okom.[1][2]
To je takvo stanje materije kada čestice plutaju slobodno u rastvaraču.[3] Unutrašnja faza (čvrsta) je rasuta širom vanjske faze (tekućina) mehaničkom agitacijom, uz upotrebu određenih pomoćnih materija ili suspendujućih agenasa. Za razliku od koloida, suspenzije će se na kraju smiriti. Primjer suspenzije je pijesak u vodi. Suspendirane čestice su vidljive pod mikroskopom i smiruju se s vremenom, ako se ne remeti njihovo taloženje. Ovo razlikuje suspenziju od koloida, u kojem su suspendoirne čestice manje i ne talože se.[4]
Koloidi se razlikuju od suspenzija po tome što u rastvoru, u kojem je rastvorena supstanca, ona ne postoji kao čvrsta tvar pa su i rastvarač i rastvorena tvar pomiješani. Suspenzija tečnih kapljica ili finih čvrstih čestica u gasovima naziva se aerosol. Zemljina atmosfera se sastoji od fine prašine i čestica čađi, morske soli, biogenih elemenata, te vulkanskih sulfata i nitratnih kapljica u oblacima.
Suspenzije se dijele na osnovu raspršene fazei i disperzijskog medija, gdje je faza u suštini čvrsta tvar, dok medij može biti ili čvrst, tečan ili gasovit.
U modernom industrijskim hemijskim procesima, za stvaranje mnogih novih suspenzija, koriste se tehnologije sa visokim mogućnostima zajedničkog miješanja.
Sa termodinamičke tačke gledišta, suspenzije su nestabilne. Međutim, mogu biti i kinetički stabilne u dugom vremenskom periodu, koje određuje njihov rok trajanja. Ovaj vremenski period mjeri se kako bi se osigurao najbolji kvalitet proizvoda do krajnjeg potrošača. "Stabilnost disperzija odnosi se na sposobnost disperzije da se odupre promjeni svojih svojstava tokom vremena."(D.J. McClements)[5]
Disperzija čvrstih čestica u tečnosti.
Napomena: Definicija se temelji na UIPAC-ovom Zborniku hemijske terminologije.[6][7]
Tehnike praćenja fizičke stabilnosti
urediVišestruko raspršenje lahke čestice u kombinaciji sa vertikalnim skeniranjem je najkorištenija tehnika za praćenje stanja disperzije proizvoda, odnosno identifikacije i kvantifikacije destabilizacije ovog fenomena.[8][9][10][11] Radi na osnovu koncentrisanih disperzija bez razrjeđivanja. Kada se lahke materije šalju kao uzorak, vraćaju se raspršene kao čestice. Intenzitet usitnjavanja je direktno proporcionalan veličini frakcije i obimu raspršene faze. Stoga se prate i otkrivaju lokalne promjene u koncentraciji (sedimentacija), globalne promjene u veličini (flokulacija agregacija).
Ubrzavanje metoda za predviđanje roka trajanja
urediKinetički proces destabilizacije može biti prilično dug (do nekoliko mjeseci ili čak godina za neke proizvode) pa je često potrebno za formulator koristiti dodatno ubrzavajuće metode kako bi došli do razumnog roka razvoja za dizajn novog proizvoda. Najčešće se koriste termičke metode, a sastoji se od povećanja temperature za ubrzavanje destabilizacije (ispod kritične temperature fazne inverzije ili hemijske degradacije). Temperatura utiče ne samo na viskoznost, već i na međupovršinski napon u slučaju ne-ionskih tenzida ili više općenitih interakcija snage unutar sistema. Pohranjivanje disperzija na visokim temperaturama omogućava simulaciju stvarnih životnih uslova za proizvod (naprimjer, cijev od kreme za sunčanje u automobilu u ljeto), ali i da se ubrza process destabilizacije, obrađuje se i do 200 puta.
Za mehaničko ubrzanje uključujući vibracije, ponekad se koristi centrifugiranje i vrtložno protresanje. To izlaže proizvod različitim snagama guranja čestica/kapljica jednih protiv drugih, što pomaže u drenaži filma. Neke emulzije nikada ne bi bile stvorene pri normalnoj gravitaciji, dok mogu nastati u uslovima vještački izazvane gravitacije.[12] Osim toga, centrifugiranje i vibracija preporučuju se za korištenje u razdvajanju različitih populacija čestica.[13]
Uobičajeni primjeri suspenzija obuhvataju:
Također pogledajte
urediReference
uredi- ^ Alberts B.; et al. (2002). Molecular Biology of the Cell, 4th Ed. Garland Science. ISBN 0-8153-4072-9. Eksplicitna upotreba et al. u:
|author=(pomoć) - ^ Bajrović K, Jevrić-Čaušević A., Hadžiselimović R., Eds. (2005). Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB) Sarajevo. ISBN 9958-9344-1-8.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
- ^ Chemistry: Matter and Its Changes, 4th Ed. by Brady, Senese, ISBN 0-471-21517-1
- ^ The Columbia Electronic Encyclopedia, 6th ed.
- ^ “Food emulsions, principles, practices and techniques” CRC Press 2005.2- M.P.C. Silvestre, E.A. Decker, McClements Food hydrocolloids 13 (1999) 419-424
- ^ Alan D. MacNaught, Andrew R. Wilkinson, ured. (1997). Compendium of Chemical Terminology: IUPAC Recommendations (2nd izd.). Blackwell Science. ISBN 0865426848.
- ^ "Terminology of polymers and polymerization processes in dispersed systems (IUPAC Recommendations 2011)" (PDF). Pure and Applied Chemistry. 83 (12): 2229–2259. 2011. doi:10.1351/PAC-REC-10-06-03. Arhivirano s originala (PDF), 20. 10. 2013. Pristupljeno 7. 2. 2017.
- ^ I. Roland, G. Piel, L. Delattre, B. Evrard International Journal of Pharmaceutics 263 (2003) 85-94
- ^ C. Lemarchand, P. Couvreur, M. Besnard, D. Costantini, R. Gref, Pharmaceutical Research, 20-8 (2003) 1284-1292
- ^ O. Mengual, G. Meunier, I. Cayre, K. Puech, P. Snabre, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 152 (1999) 111–123
- ^ P. Bru, L. Brunel, H. Buron, I. Cayré, X. Ducarre, A. Fraux, O. Mengual, G. Meunier, A. de Sainte Marie and P. Snabre Particle sizing and characterization Ed T. Provder and J. Texter (2004)
- ^ J-L Salager, Pharmaceutical emulsions and suspensions Ed Françoise Nielloud,Gilberte Marti-Mestres (2000)
- ^ P. Snabre, B. Pouligny Langmuir, 24 (2008) 13338-13347