Отдел продаж

Телефоны: (3532) 25-27-22, 93-60-02, 93-50-02

E-mail: [email protected]

г.Оренбург, ул.Беляевская, д.50/1, стр.1

 

Разное

Что растворяет сольвент: Сольвент свойства — Справочник химика 21

Содержание

Сольвент свойства — Справочник химика 21

    Свойства алкидов и их применение Алкидные смолы представляют собой высоковязкие жидкости от светло-желтого до темно-желтого цвета и имеют молекулярную массу от 1500 до 5000 Обычно их выпускают в виде 40—60%-ных растворов в органических растворителях (уайт-спирит, сольвент, толуол и др ) Растворимость алкидов в алифатических углеводородах возрастает с увеличением содержания жирных кислот масел (рис 2 1) [c.63]

    Хорошими регенерирующими свойствами обладает сольвент-нафта из каменноугольной смолы, содержащая углеводороды склонные к аутоокислению или образованию перекисей. Причем наиболее эффективными углеводородами, содержащимися в ней, являются дициклопентадиен и инден. Благоприятное влияние на регенерацию оказывают кумарон-инденовые смолы. [c.373]

    Оптимальными свойствами обладает полимер, у которого 40% остатков этиленгликоля замещены звеньями из остатков глицерина. В таком полимере на 100 структурных единиц полимера приходится 40 гидроксильных групп. Растворитель лака — также смесь трикрезола и сольвент-нафты. [c.226]

    Он показал, что при значительной вязкости системы нефтяные остатки приобретают свойства ньютоновской жидкости в лно-фильной среде при более высоких температурах (180—200 С), чем нефти. В случае лиофобной среды система расслаивается на фазы. При добавлении в систему сольвентов (легких бензинов) создаются условия для расслоения нефтяных остатков ири относительно низких температурах (40—150 °С) в результате достигаются оптимальные условия для коагуляции (деасфальтизации) [189]. [c.46]

    Наличие в составе грунтовки и эмали меламиноформальдегидной смолы значительно повышает водостойкость готового покрытия. Эмаль и грунтовку доводят до рабочей вязкости разбавителем РКБ-1 (ТУ 6010-1326— 72) или смесью бутилового спирта и ксилола (или сольвента), взятых в соотношении 1 1. Материал покрытия наносят на новерхность пневматическим распылением или обливом. Грунтовку и эмаль сушат при 120 °С в течение 1 ч. Для обеспечения необходимых сплошности и антикоррозионных свойств толщина покрытия должна составлять 40—55 мкм. [c.73]

    Помимо противокоррозионных материалов, изготавливаемых из битума непосредственно на месте потребления, есть и битумные лакокрасочные материалы заводского изготовления. Одним из наиболее известных среди них является лак БТ-577, который представляет собой композицию нз битума марки Г, оксидированного растительного масла, уайт-спирита, сольвента и сиккатива НФ. Этот лак обладает более высокими, чем самодельный битумный, защитными свойствами, однако он дефицитен, и прежде всего из-за необходимости использования для его производства растительных масел. [c.80]

    Ароматичность и растворяющая способность нафты гидрогенизации увеличивается с повышением пределов кипения. Свойства нафт близки к свойствам высокоочищенных растворителей из каменноугольной смолы. Сольвент-нафты, получающиеся при гидрогенизации, производятся в промышленном масштабе.[c.232]

    Сольвент нефтяной для лакокрасочной промышленности ГОСТ 10214—62 Hi сольвент нефтяной, МРТУ 12Н № 48—63. Одним из наиболее важных свойств сольвента нефтяного как растворителя является скорость улетучивания, которая нормируется для сольвента по ГОСТ 10214—62 показателем летучесть по ксилолу и для сольвента по МРТУ 12Н № 48—63 показателем испытание на масляное пятно . [c.63]

    Одним из наиболее важных свойств сольвентов нефтяных как растворителей является скорость улетучивания, которая нормируется показателем летучесть по ксилолу . [c.79]

    Полученный продукт конденсации — карбазол-кумароновая смола — легко растворяется в бензоле, толуоле, сольвенте и других органических растворителях и представляет по своим свойствам смолу, аналогичную обычной кумароновой смоле. [c.246]

    Приведен обзор методов получения, свойств и применения этих смол из фракции каменноугольного дегтя (сольвент-нафты) нефтяных и терпеновых смол [44].[c.572]

    Большим преимуществом метода является то, что такие свойства растворителей, как взаимная растворимость и разность их удельных весов, которые осложняют, а иногда и вовсе исключают возможность применения процесса обычной жидкостной экстракции, в то время как для использования циклической экстракции они не являются препятствием. Можно применить, например, бензол, который полностью растворяется в метаноле. При нормальном оформлении процесса, конечно, лучше использовать менее растворимый сольвент, например бензин калоша (фр. 60—90°), иначе затрудняется разделение растворителей после их регенерации. [c.279]

    Свойства коричневый порошок или гранулы уд. вес 1,20 т. разлож. 110°. Растворяется в ацетоне, бензоле, толуоле, хлороформе не растворяется в бензине, сольвент-нафте. воде. [c.68]

    Свойства гранулы уд. вес 1,27 т. крист. 65°. Растворяется в бензоле, этаноле, сольвент-нафте не растворяется в петролейном эфире.[c.68]

    Свойства бесцветная жидкость уд. вес 1,08 т. кип. >250°. Растворяется в бензоле, этаноле, ацетоне, сольвент-нафте не растворяется в воде, разбавленны.х кислотах. [c.131]

    Свойства кремовый порошок уд. вес 1,26 т, пл, > 156 -Растворяется в этаноле, ацетоне, сольвент-нафте, слабо в воде не растворяется в петролейном эфире. [c.178]

    Наносят краскораспылителем, кистью, окунанием или распылением в электростатическом поле. Покрытия в два слоя атмосферостойки в умеренном климате и сохраняют защитные свойства в.течение 2,5 лет. Перед применением эмали разбавляют сольвентом, ксилолом или одним из этих растворителей в смеси с уайт-спиритом, содержание которого в смеси не должно превышать 50%. [c.119]

    Применяют для окраски предварительно загрунтованных металлических и деревянных поверхностей. Наносят краскораспылителем, окунанием, кистью или распылением в электростатическом поле. Разбавляют до рабочей вязкости сольвентом, ксилолом или смесью одного из этих растворителей с уайт-спиритом. Двухслойные покрытия эмалью по грунту атмосферостойки и должны в умеренном климате сохранять защитные свойства не менее 2,5 лет. [c.123]

    Применяют для окраски надстроек и надводных бортов морских судов. Наносят на предварительно загрунтованные и окрашенные антикоррозионными красками стальные, дур алюминиевые и деревянные поверхности. При нанесении кистью эмали разбавляют до рабочей вязкости растворителем Р-4, сольвентом, ксилолом, толуолом, а при нанесении краскораспылителем — растворителем Р-4 и бутилацетатом. При температуре от +5 до —10° С эмали разбавляют ацетоном. При загустевании эмалей при хранении их разводят до рабочей вязкости растворителем Р-4, бутилацетатом или ацетоном в количестве не более 20% к массе эмали. Эмаль обеспечивает защитные свойства в течение 12 месяцев. [c.147]

    Применяют для окраски металлических поверхностей с целью антикоррозионной защиты и увеличения диэлектрических свойств окрашиваемой поверхности. В случае необходимости разбавляют сольвентом, ксилолом, толуолом или их смесью. [c.151]

    Еще одним ЛКМ для пола является пентафталевая эмаль ПФ-266, образующая покрытия, свойства которых близки к таковым для фенолоформальдегидных эмалей. Наносят ее тоже в два слоя, время высыхания одного слоя также 24 ч. До малярной консистенции разбавляют уайт-спиритом, сольвентом, скипидаром или, что лучше, растворителем РС-2. [c.95]

    С другой стороны, реакционная способность бензола значительно ниже, чем толуола и ксилола. Поэтому целесообразно осуществлять разделение первого сырого бензола (точнее — сырой фракции БТК, остатка после удаления головной фракции из первого бензола) на узкую бензольную фракцию, в которой сосредоточены практически все ресурсы бензола и не содержится толуола, и на сырой остаток толуол-ксилол-сольвент (ТКС), В котором практически нет бензола и сосредоточены все ресурсы толуола и ценных смолообразующих веществ фракции БТК. Эги два продукта — узкую бензольную фракцию и сырую фракцию ТКС — следует перерабатывать раздельно, учитывая различия их физико-химических свойств и получаемых из них продуктов.[c.195]

    Для доведения эмалей до рабочей вязкости применяют разбавители Р-4, Р-5 или сольвент. Покрытия сушат при 18—23 °С в течение 2 ч, при 60 °С в течение 1 ч. Декоративными свойствами покрытие не обладает. [c.53]

    Лак БТ-142 является токсичным н пожароопасным материалом, что обусловлено свойствами входящих в его состав растворителей уайт-спирита, сольвента, ксилола, скипидара, а также содержанием соединений свинца — свинцового глета (Приложения 3 и 4). [c.11]

    Лак КФ-274 является токсичным и пожароопасным материалом, что обусловлено свойствами входящих в его состав растворителей уайт-спирита, ксилола и сольвента (Приложения 3 и 4). [c.14]

    Свойства и применение. 1,3,3-Три-я-бутилтиокарбамид—маслянистая жидкость желтого цвета со слабым характерным запахом 1,5159 кг/м Растворяется в бен.чине, петролей-ном эфире, сольвент-нафте, этанолг . [c.181]

    Дистиллят кубовых остатков является отличным растворителем и смешивается с каменноугольным поглотительным маслом в любых отношениях [ 4]. При этом смесь приобретает необходимую вязкость, достаточно низкую температуру выпадения осадка, очень малый отгон до 230°С. Даже при переводе легкокипящих (вьпсипающих до 250°С) компонентов смеси в сольвент-нафту остаток сохраняет свойства хорошего поглотителя [ 5]. Ниже приводятся показатели качества свежего и оборотного масла, дистиллята кубовых остатков и их смеси, взятой в отношении 1 1 (табл. 1). [c.38]

    Как известно, лучше всего адсорбируются на поверхности ПАВ. Некоторые плеикообразователи обладают поверхностно-активными свойствами благодаря их дифильности, причем поверхностная активность пленкообразователей проявляется тем больше, чем в менее полярном растворителе они растворены. Технические малополярные углеводородные растворители нефтяного происхождения или полученные при переработке каменного угля (уайт-спирит, сольвент, не-фрае и т. д.) содержат примеси ПАВ — нафтеновые кислоты, их соли, а также продукты сульфидирования, образующиеся при обработке растворителей.[c.114]

    Повышенное содержание насыщенных углеводородов в гидрорафинате и их свойств образовывать азеотропные смеси с ароматическими углеводородами, кипящие при более низкой температуре, определяют необходимость отбора головной фракции перед отбором чистого бензола и промежуточных фракций между бензолом и толуолом и между толуолом и ксилолом Таким образом, при ректификации гидрорафината в качестве конечных продуктов выделяют семь фракций головную, чистый бензол, бензол — толуол, чистый толуол, ксилол и сольвент, толуол — ксилол Для ректификации гидрорафината фракции БТКС в Гипрококсе разработана схема (рис 75), по которой головная фракция и бензол отбираются в паровой фазе при помощи двух последовательно работающих ректификационных агрегатов, а толуол и ксилол — в приколонках сложных колонн [c.321]

    Афен (первоначальное название — Найк) (ТУ 38.401743-89) -первая отечественная моющая присадка, разработанная во ВНИИ НП. Ее активным компонентом является композиция оксиэтилированного алкилфенола ОП-7 (10-20% от общей массы присадки) и амида, полученного реакцией СЖК фракции iQ- ie с диэтилентриамином (10-20%), растворенная в смеси ароматических углеводородов (ксилол или сольвент) с изопропиловым спиртом, взятой в соотнощении 1 1. Концентрация активного компонента в присадке составляет 20%. Впрочем, растворитель оказывает влияние не только на физикохимические свойства присадки, но и вносит свой вклад в ее моющую способность. [c.120]

    Применение хлорированных углеводородов д.та приготовления нево спламе-няющегося изоляционного материала было описано ElIis oM. Один из методов состоял в хлорировании сольвент-нафты до того момента, пока не будет поглощено около 40—50% хлора от веса исходного материала кристаллический продукт отделялся затем от маточного раствора. Этот кристалличеокий хлориро- ванный продукт смешивался затем с воском, асфальтом или другим горючим органическим изоляционным, материало.м и сообщал последнему свойство негорючести. Такая композиция пригодна например для покрывания медной провО -локи. Другой метод приготовления таких композиций состоит в хлориро вании тяжелой нефти асфальтового основания, наприме р мексиканской нефти, и прибавлении хлорированного продукта к пластическому иволяционному материалу в количестве, достаточном для того, чтобы полученная композиция была негорючей.[c.803]

    Инден был открыт и изучен Кремером и Шпилькером при исследовании кумароновых фракций сольвент-нафты. Для выделения индена в освобожденной от нафталина и кумарона фракции сырого бензола, кипящей в пределах 176—182°, растворялась при нагревании пикриновая кислота в количестве, необходимом для образования пикрата. При охлаждении раствора выпадал пикрат индена, представляющий собой золотистые иглы с темп. пл. 98°. Пикрат индена может содержать в качестве примесей пикраты кумарона и нафталина. Для очистки пикрат разлагают, перегоняя его с водяным паром при этом пикрат индена легко разлагается, так как пикрат нафталина более прочен. Перегнанный инден растворяют в толуоле и снова осаждают. Перегрев пикрата индена недопустим, так как он обладает взрывчатыми свойствами. Инден представляет собой прозрачную жидкость, кипящую при 177—188° (75 мш) уд. вес его 1,04 при 15° темп, застывания —2°. На воздухе инден окисляется. Полимеризация индена в смолу происходит уже при комнатной температуре. При действии серной кислоты (водных растворов) происходит быстрая полимеризация с образованием параиндена, причем образуются два продукта 1) с темп. пл. 165°, растворимый в эфире, но нерастворимый в смеси спирта с эфиром, и 2) с темп. пл. 100°, растворимый в смеси спирта и эфира. При действии разбавленной серной кислоты инден полимеризуется, образуя димер. При действии концентрированной серной кислоты на раствор индена в бензоле получается параинден, плавящийся при 200°, который представляет собой тетрамер. При обработке чистого индена концентрированной серной кислотой (95%-ной) и при после- [c.433]

    Из добытой породы, в соответствии с характером содержащегося в ней битума и его физическими свойствами, главным образом, в зависимости от температуры раз]иягчения, — битум извлекается вываркой в котлах с водой (для низкоплавких битузг- й) ити водой и минеральными маслами. Иногда битумы И » различными растворителями (бензолом, сольвент- -» >то1, бензином, трихлорэтиленом). Для битума ба илоБСкои гари был предло/кен способ мокрого обогащения. [c.515]

    Свойства маслянистая красновато-коричневая жидкость уд. вес 1,04. Растворяется в бензоле, хлорофорли , ацетоне, сольвент-нафте. [c.6]

    Свойства красновато-коричневая вязкая жидкость уд. вес 1,04 (45°). Растворяется в бензоле, этаноле, сольвент-наф-ге, четыреххлорпстом углероде ие растворяется в воде. [c.189]

    Для повышения термостойкости электроизоляционных покрытий в раствор поливинилформаля и резольной смолы добавляют эпоксидную смолу марки ЭД-6 (ГОСТ 10587—63) и триэтаноламин. В качестве растворителей применяют П-, л-крезол или бензиловый спирт, а в качестве разбавителей — сольвент или этилцеллозольв. Получаемые электроизоляционные покрытия выдерживают нагревание при 150° С в течение 24 ч и при 135 С в течение 228 ч без изменения эластичности, прочности и электроизоляционных свойств. Термообработанная пленка обладает большой стойкостью к кипящей спирто-толуольной смеси.[c.205]

    Для придания покрытию требуемых прочностных свойств к полимеру добавляют отвердители — окислы металлов (глет, окись магния) в виде дисперсии в сольвент-нафте, соли слабых кислот, органические кислоты (канифоль, стеариновая, лауриновая кислоты) или диaмины При этом отверждение протекает преимущественно по местам расположения хлорсульфированных групп в результате расстояния между поперечными связями получаются довольно большими и покрытие сохраняет хорошую эластичность. [c.305]

    В работе, обобщающей исследования в области получения индено-кумароновых омол , указывается, что физические свойства этих смол колеблются в широком диапазоне в зависимости от их происхождения и способа производства. Смолы, наиболее прозрачные по цвету и обладающие наибольшим молекулярным весом, получаются при обработке фракций сольвент-нафты концентрированной серной кислотой, фтористоводородной кислотой или галогенидами алю1линия, цинка, бора, олова, железа, сурьмы. Бесцветные полимеры, обладающие несколько меньшими молекулярными весами, получаются при использовании алкилсерной кислоты. [c.10]

    Очевидно, нет единого объяснения, которое можно было бы применить ко всем случаям сдвига полос поверхностных групп ОН под влиянием адсорбированных молекул. Иногда, например когда речь идет об адсорбированной воде, эти эффекты могут быть приписаны образованию водородной связи. Однако для многих неполярных адсорбентов сдвиг полосы ОН, по-видимому, лучше всего объясняется сольвент-эффектом , обусловленным диэлектрическими свойствами адсорбированного газа, а не возникновением водородной связи. Джозиен и Фьюзон [48] использовали уравнение Кирквуда, Бауэра и Ма-гата, чтобы предсказать сдвиг колебательной частоты, вызванный мгновенной индуцированной поляризацией окружающей среды под влиянием осциллирующего диполя. Джозиен и Фьюзон нашли, что в неполярных растворителях выполняется уравнение [c.54]

    Основные красители благодаря своему катионному характеру способны осаждаться анионными красителями, т. е. кислотными и прямыми. Это свойство было использовано для получения ярких окрасок целлюлозных материалов, ранее окрашенных прямыми красителями, с помощью заключительной обработки основными красителями. Азозол прочный бриллиантовый красный ВА (О, Сольвент красный 36) представляет собой хромовый комплекс красителя Кислотного желтого 99 (С1 13900) (УП1) и Основного красного 1 (С1 45160) (IX)  [c.112]

    СН2-СН-С=С-СН — СН-С С-СН— Н-С —СН-СНз— Полимеры див1имилацетилвна обладают рядом ценных технических свойств и могут быть использованы в качестве пленкообразующих веществ. В 1931 г. фирмой Дюпон (США) произ-водился лак на основе полимеров диБинилацетилена в растворе сольвент-нафты. Свойства лака, выпускаемого иод маркой 500, достаточно подробно описаны в проспекте этой фирмы. Лак рекомендуется фирмой в качестве антикоррозионного средства для защиты металлических и неметаллических поверхностей, а также для других целей. [c.12]


Растворители и разбавители.

| Статьи

Назначение растворителей.

Основное назначение

растворителей
— растворять или разбавлять лакокрасочные материалы. Зная состав и назначение
растворителя, можно с успехом применять этот материал и для других целей, например, для изготовления
клеев, обезжиривания материалов и тому подобное.

Виды растворителей.

Ацетон
— растворяет природные смолы, масла, полистирол, эпоксидные смолы, сополимеры винилхлорида, полиакрилаты, хлоркаучук.


Бензин «Калоша»
(растворитель Б-70) — растворяет каучуки, в горячем виде — полиэтилен.

Бензол — растворяет масла, жиры, воски, каучуки, эфиры целлюлозы, некоторые кремнийорганические смолы, в горячем виде — полиэтилен.

Бутилацетат — растворяет эфиры целлюлозы, масла, жиры, хлоркаучук, виниловые сополимеры, карбинольные смолы.

Дихлорэтан — растворяет виниловые полимеры, акрилаты, полистирол.


Ксилол
— растворяет алкидностирольные и дивинилацетиленовые полимеры.

Метилацетат — аналог
ацетона, что также растворяет эпоксидные и другие смолы и разные масла.

Метиловый спирт
(метанол) растворяет нитраты целлюлозы, поливинилацетат, новолачные смолы.

Скипидар
— растворяет копалы, даммару, канифоль. Разбавитель масляных, алкидностирольных и эпоксидных красок и лаков.

Сольвент
— растворяет масла, битумы, каучуки, мочевиноформальдегидные олигомеры, полииэфиры тетрофталевой кислоты, полиэфирамиды и полиэфиримиды.


Толуол
— растворяет сложные эфиры целлюлозы, полистирол, кремнийорганические смолы. В смеси с другими растворителями – растворитель толуол является основной составляющей. Растворитель толуол растворяет эпоксидные, виниловые и акрилатные полимеры, хлоркаучук и алкиды. В горячем виде растворяет полиэтилен.

Уайт-спирит
(это тяжелая фракция бензинов) — растворяет жирные алкиды, бутил и циклокаучук, полибутилметакрилат, эпоксиэфиры.

Циклогексан — растворяет этилцеллюлозу, масла, жиры, воски, каучуки.

Циклогексанон — растворяет сложные эфиры целлюлозы, жиры, масла, большинство природных и синтетических полимеров, полиуретан.

Этилацетат — растворяет большинство полимеров.

Этилцеллозольв — растворяет мочевиноформальдегидные олигомеры, карбинольные смолы, поливинилформальэтилаль.

ИСТОЧНИК: http://www.konstanta.kiev.ua/

Что собой представляет сольвент нефтяной?

Сольвент – нефтяной или каменноугольный растворитель, производимый при помощи выпаривания нефтяных продуктов. Котируется как летучий материал.

Одной из основных отличительных характеристик сольвента можно считать повышенную степень растворения лакокрасочных материалов. Кроме этого можно отметить, что сольвенты после их нанесения на поверхность невероятно быстро улетучиваются, не оставляя запахов.

Кроме использования для полиграфии и лакокрасочных материалов сольвент няфтяной применяется, когда необходимо растворить полефрамиды, битум, нефтесмолы, каучук и прочее.

Области применения

Сольвент нефтяной применяется при покрасочных работах в строительстве, автомобильной промышленности, при необходимости разведения эмали и прочего до пригодного состояния. Самыми массовыми веществами, для которых используют сольвент, являются фенолы меломиноалкиды, эпоксифиры, алкидо-стиролы и еще пара других менее известных материалов.

Как и где применять?

Сольвент нефтяной и угольный в строительстве обычно применяется для придания лакокрасочным материалам требуемой вязкости. Важно растворитель добавлять по чуть-чуть, чтобы не переборщить. При этом как можно активнее перемешивая пока не появится мягкая смесь.

В некоторых случаях нефтяные сольвенты используются с целью обезжиривания поверхностей. Для этого нужно лишь промокнуть тряпочку в растворителе и протереть поверхность.

Принципы техники безопасности

Как и многие другие растворители, сольвент нефтяной очень легко воспламеняется и наделен необычным запахом. При использовании этого вида растворителя обязательно требуется работать в специальном костюме, перчатках, респираторе и маске. Это объясняется тем, что при попадании на кожу данный растворитель может стать причиной раздражения, а в некоторых случаях даже ожогов.

При работе в помещении его нужно тщательно проветривать, а еще лучше работать на свежем воздухе.

При попадании растворителя на кожу данный участок необходимо тщательно очистить теплой водой с мылом. При возгорании растворителя необходимо тушить только при помощи песка, пожарной пены или углекислого газа. Использовать для этого воду категорически запрещено.

Кроме сольвента ксилол нефтяной также является отличной основой для хорошего растворителя.

Что такое сольвент – ORGANIC-DNIPRO

Сольвент – это растворитель, который производят путем выпаривания нефтепродуктов. На сегодняшний день его производят в двух видах:

— «нефтяной», ГОСТ 10214-78;

— «каменноугольный» ГОСТ 1928-79.

Данный класс растворителей попадает под число летучих материалов.

Главной отличительной чертой Сольвентов является высокая степень растворения самых разнообразных лакокрасочных материалов (ЛКМ). Дополнительно, можно отметить, что Сольвенты, после нанесения на зону обработки, обладают способностью очень быстро «улетучиваться», также забирая вместе с собой и все запахи. 

Для чего нужен сольвент

Растворитель для лакокрасочных материалов Сольвент как нефтяной, так и каменный широко применяют в строительных и автопромышленных работах, когда возникает проблема с разведением алкидов, эмалей и других материалов до их «рабочего» состояния. Наиболее распространенными веществами, для которых применяют сольвент, являются: эпоксиэфиры, кремнийорганика, фенолы, полиакрилатны, меламиноалкиды, алкидо-уретаны, алкидо-стиролы и еще несколько менее распространенных материалов. ООО «ОРГАНИК-ДНЕПР» всегда поможет вам.

Как необходимо применять растворитель

В строительной сфере сольвент применяют для создания необходимой вязкости лакокрасочным материалам. Для его правильного применения, необходимо понемногу добавлять растворитель в материал и тщательно размешивать до образования мягкой консистенции. Иногда сольвент нефтяной применяют для обезжиривания. Для этого, все что необходимо – это просто смочить какую-нибудь ветошь нефтяным сольвентом и протереть зону обработки.

Техника безопасности

Как и любая растворяющая жидкость, Сольвент является легковоспламеняющейся жидкостью и обладает весьма специфическим запахом. Главным правилом в начале работы с жидкостью, является наличие защитного костюма, маски, респиратора и перчаток. Все дело в том, что, если данная жидкость случайным образом попадет на кожу (не говоря о глазах), она способна в лучшем случае вызвать раздражение, а при обильном попадании – ожоги.

Важно! Не забывайте проветривать рабочее помещение, а еще лучше проводите все ремонтные работы на открытом воздухе, т. к. вдыхание большого количества паров растворителя крайне опасно для здоровья.

Если так получилось, что Сольвент случайно попал к вам на участок кожи, его следует сразу же промыть в теплой мыльной воде. Что касается возможного возгорания жидкости, то если это произошло — тушить ее следует исключительно при помощи пожарной пены, песка или углекислого газа, ни в коем случае не применяйте воду для тушения.

Характеристики сольвентов
Сольвент каменноугольный

Сфера использования: этот растворитель разработан для применения в случаях, когда необходимо растворить или развести такие лакокрасочные материалы, как лаки, краски, эмали, промывные жидкости в автопромышленности и т. д. Купить растворитель вы можете у ООО «ОРГАНИК-ДНЕПР» с заводов-производителей Украины до низким ценам.

Состав: ароматические углеводороды, что получают в ходе обработки и очистки фракционного сырого бензола и пиролизной смолы.

Цветовая палитра: существует только в слабожелтом цвете или же в полностью прозрачном состоянии.

Знак качества: плотность при 20 градусов Цельсия, килограмм на метр кубический, не должна быть меньше чем 864; «улетучивание» по ксилолу, не должно быть больше чем 1,2; массовая часть серы, в процентах, не превышает — 0,005; массовая часть фенолов, в процентах, менее — 0,0022; реакция водной вытяжки — нейтральная; минимальная необходимая температура для кипения — 125 градусов Цельсия.

Рекомендуемый срок хранения: 1 год от даты производства.

Важно! Данный сольвент после высыхания оставляет на краске приятный блеск. При работе с данным сольвентом всегда надевайте маску и перчатки, делайте рабочее помещение проветриваемым и не допускайте попадание Сольвента в глаза.

Сольвент нефтяной

Сфера использования: данный химический материал применяется в случаях, когда требуется растворить вещества на основе масла, битума, каучука, олигомера, нефтяных смол, полиэфирамида и полиэфиримида. Дополнительно и для меламиноалкидных лакоматериалов и полиграфии.

Состав: аромауглеводороды с невысокой долей нафтена, парафина циклических углеводородов.

Цветовая палитра: существует только в полностью прозрачном состоянии.

Знак качества: плотность при 20 градусов Цельсия, грамм на метр кубический, не должна быть меньше чем 0,861; летучесть по ксилолу, не должна превышать — 1,21; массовая часть серы, в процентах, не должна превышать — 0,021; массовая часть сульфируемых материалов, в процентах, не должна быть меньше — 98,9; реакция водной вытяжки — нейтральная; минимальная необходимая температура для кипения — 150 градусов Цельсия.

Рекомендуемый срок хранения: 1 год от даты производства.

Сольвент каменноугольный — Энциклопедия по машиностроению XXL

Сольвент каменноугольный, ксилол 24 ч при 18—22°С Сольвент, ксилол 48 ч при 18—22 °С  [c.37]

Ксилол или сольвент каменноугольный 11,1 28,8  [c.48]

Сольвент нефтяной, гост 10214-78 s о м eV , Of- ка Я щ g 1 а SS о>, ии Сольвент каменноугольный. ГОСТ 1928-79  [c.71]

Сольвент каменноугольный (ГОСТ 1928—79) — смесь ксилола и различных этилбензолов. Применяют для приготовления и разбавления лаков и эмалей.  [c.72]

Сольвент каменноугольный или уайт-спирит  [c.149]

Сольвент каменноугольный 3—105, 109 Сополимеры 3—17  [c.519]

Органический растворитель, состоящий из ацетона, бутилацетат , этилацетата, сольвента каменноугольного, толуола или ксилола Продукт брожения и перегонки зерна, картофеля и свеклосахарной патоки Продукт брожения саха- То же ров, образовавшихся при гидролизе древесины, растительных отходов или при сульфитной варке целлюлозы Продукт поликонденсации мочевины с формальдегидом  [c.71]

В соответствии с ГОСТ 1928—50 сольвент каменноугольный технический представляет смесь ароматических углеводов бензольного ряда, получаемую в процессе очистки и ректификации сырого бензола.  [c.170]

Сольвент каменноугольный (технический). . .  [c.385]

Сольвент каменноугольный (технический) Бензольная смесь. Горючая. Для эмалей и лаков. ГОСТ 1928—50  [c.30]

Лак ПЭ-943 представляет собой раствор полиэфирной смолы в смеси крезола и сольвента каменноугольного с необходимыми добавками. Лак ПЭ-943 выпускают марок А и Б, свойства которых приведены ниже  [c.40]

Дихлорэтан М,Н -Диметилформамид Толуол нефтяной Ксилол каменноугольный Ксилол нефтяной Сольвент каменноугольный Сольвент нефтяной Этилцеллозольв технический  [c.155]

Сольвент каменноугольный технический (ГОСТ 1928—67) Бензольная смесь. Горюч. Для эмалей и лаков  [c.31]

Сольвент каменноугольный (1-го сорта) Смесь ароматических углеводородов (в основном толуола и ксилолов) Сырой бензол 0,864— 0,866 120 — 160 + 21  [c.274]

Сольвент каменноугольный и нефтяной  [c.139]

Сольвент каменноугольный или нефтяной  [c.167]

Разбавители лака уайт-спирит, бензин, толуол, ксилол, скипидар, сольвент каменноугольный.[c.25]

В качестве грунтовки под покрытия применяют состав ФЛ-ОЗК (коричневый), представляющий собой суспензию пигментов и наполнителей в лаках на основе синтетических фенолформпьдегил.ньтл солей в которую перед применением добавляют до 5 % сиккатива НФ-1, растворителем служит ксилол или сольвент каменноугольный. Время сушки при температуре 291-294 К не более 12 ч, при 373-383 К — 35 мин. Грун-  [c.131]

Эта грунтовка представляет собой 20%-ный раствор хлорнаирита и наирита марки А с рядом других ингредиентов в смеси растворителей (сольвент каменноугольный, скипидар очищенный, н-бутиловый спирт), смешанных по массе в соотношении 76 19 5.  [c.41]

Сольвент каменноугольный технический (сольвент нафта) — смесь ароматических углеводородов, получаемых в процессе ректификации очищенных фракций сырого бензола. По ГОСТу 1928—67 поставляют трех сортов А, Б и В с содержанием соответственно фенолов 0,01 0,02 и 0,1% общей серы 0,1 0,15 и 0,3%. Хороший растворитель масел, асфальтовых лаков. Применяют в качестве промывной жидкости в машиностроении.  [c.197]

Эмали МЛ-12 69 различных цветов (ГОСТ 975—63) — суспензия пигментов в смеси растворов алкидной и меламиноформальде-гидной смол. Для окрашивания автомобилей, автобусов и других изделий. Разбавляется раствором № 651 или сольвентом каменноугольным. Подразделяются на эмали высокой вязкости В (по ВЗ-4 при 20° С не менее 90 сек) и низкой Н (не менее 50 сек). Укрывистость в зависимости от цвета в пределах от 35 до 100 г м . Гибкость пленки не более  [c.215]

Эмаль МЧ-13 (бывш. УЭ) 28 различных цветов (ГОСТ 8785—58) — суспензия пигментов в растворах алкидной, мочевино- и ме-ламиноформальдегидной смол с добавкой растворителя. Предназначается для окраски велосипедов, мотоциклов, приборов и т. д. Разбавляют разбавителем РКБ-1 или сольвентом каменноугольным. Вязкость по ВЗ-4 при 20° С не менее 34 сек. Высыхание при 120° С не более 50 >iuk. Гибкость пленки не более 1 мм, прочность при ударе не менее  [c.215]

Эмали МЛ-12 (ГОСТ 9754—76) — суспензия пигментов в смесп растворов алкпднон и ыелампнофорыальдегндиой смол и растворителей. Для окрашивания кузовов автомобилей, автобусов и других изделий. Разбавляют растворителей Л» 651 или сольвентом каменноугольным. Вязкость (по ВЗ-4) при 20° С 70— 120 с. Укрывпстость в зависимости от цвета в пределах от 35 до 100 г/м . Гибкость пленки не более 3 мм прочность при ударе не менее 45 кгс см твердость 0,5. Стойка — от —40 до Н- 60° С. Выпускается 34 цветов.  [c.327]

Модифицированная инден-кумароно-вая. Инден-кумароновая смола—15—17 полисти()ол — 3—4 сольвент каменноугольный технический или толуол—12—14 этил-ацетат — 6,7 пластификатор (днбутилфта-лат) — 3—4 наполнитель (известняковая мука)—54—61. Q=0,7—1 кг/м .  [c.144]

Лак БТ-95 (ТУ 16-504.035-76, код ОКП 2311130100) масляио- битумный клеящий лак. Пленка лака — гладкая, с масляным выпотом. Отличается высокой клейкостью и эластичностью. Обладает хорошими электроизоляционными свойствами и характеризуется низкими диэлек-рическими потерями. Лак применяют как основной клеящий лак для изготовления гибкого миканита и микаленты. Разбавители лака уайт-. спирит, бензин, толуол, ксилол, скипидар, сольвент каменноугольный. Основные свойства лака БТ-95 приведены в табл. 2.2.  [c.16]

Лак БТ-99 (ГОСТ 8017-74, код ОКП 2311130200) — маслянобитумный покровный лак воздушной сушки. Пленка лака, гладкая, блестящая, без морщин. Отличительная особенность лака — быстрая сушка. Пленка влагостойка, но не маслостойка и менее тверда по сравнению с пленками других покровных эмалей. Применяется для покрытия пропитанных обмоток электрических машин, пропитанных катушек и аппаратов с влагостойкой изоляцией. Растворители сольвент каменноугольный, ксилол или смесь одного из этих растворителей с бензином. Основные свойства лака БТ-99 приведены в табл. 2,2.  [c.17]

Лак ВЛ-941 (ГОСТ 10760-76, код ОКП 2313611400)—раствор поливиадлформалевой и фенолформальдегидной смол в растворителе (сольвент каменноугольный). Предназначен для изготовления эмалированных проводов.  [c.23]

Раствор асфальта или битума и растительного масла в скипидаре, уайт-спирите, сольвенте каменноугольном и других растворителях Раствор модифицированных растительными маслами алкидных или естественных смол в органических растворителях Сернистый цинк и сернокислый барий Глина, окрашенная окислами железа Льняное или конопляное масло и сиккатив Продукт взаимодействия растительных масел, глицерина с растворителем Льняное масло, сиккатив и раствотитель Глина-, торашенная окислами железа Жидкое калиевое стекло и пигмент  [c.63]

Растворители (ацетон, бензин, дихлорэтан, уайт-спирит, сольвент каменноугольный и др.) применяют для растворения пленкообразующих веществ и получения лакокрасочного материала требуемой вязкости. Разбавители в отличие от растворителей не растворяют пленко-образователи. Их вводят в лакокрасочный материал для получения необходимой малярной консистенции (вязкости).[c.13]

Сольвент каменноугольный (технический), смесь ароматических углеводородов бензольного ряда Ксилол илн кси-лольная фракция Толуол (технический), углеводород ароматического ряда Р-4  [c.184]

Лак ПЭ-939 представляет собой раствор смолы ТС-1 в смеси ксиленола или трикрезола и сольвента каменноугольного с добавлением полибутилтитаната. Лак ПЭ-939 выпускают пяти марок, свойства которых приведены ниже  [c.40]

Растворители, используемые в производстве полиэфиримидных и полиэфиризоциануратимидных лаков, в основном те же, что применяются для получения полиэфирных лаков крезолы, ксиленолы, их смеси. В качестве разбавителей используют сольвент (каменноугольный и нефтяной), ксилол (смесь изомеров). Такой состав летучей части обеспечивает получение лаков с концентрацией не более 35—40 %. Для предотвращения загрязнения окружающей среды, экономии дефицитных растворителей и энергии, повышения производительности труда при производстве эмалированных проводов наибольшее развитие получили два направления разработка лаков на менее токсичных, чем крезол, растворителях с повышенным содержанием нелетучих разработка смол, исключающих применение растворителя при изготовлении эмалированного провода. Второе направление потребовало создания принципиально новых методов нанесения изоляционного покрытия на проволоку.  [c.50]

Лак ПЭ-955 представляет собой раствор олигоэфиримида в смеси трикрезола и сольвента каменноугольного. Свойства лака ПЭ-955 приведены ниже  [c.56]

Лак А Д — 9 1 1 3 представляет собой раствор полиамидоимида, полученного из тримеллитового ангидрида и 4,4 -дифенилметандиизо-цианата в смеси Ы-метил-2-пирролидона с сольвентом каменноугольным в соотношении (по массе) 9 1. Лак АД-9113 характеризуется следующими показателями  [c.65]

Сольвент каменноугольный. Представляет собой смесь ароматических углеводородов, получаемую в процессе переработки очищенны фракций сырого бензола и пиролизной смолы. В зависимости от технологии получения его выпускают трех марок А. Б и В. Ниже приводятся основные физико-химические свойства каменноугольного сольвента  [c.145]

Сольвент каменноугольный ГОСТ 1928—79 нефтяной ГОСТ 10214—78 Мочевиноформальдегид-ные, меламиноалкид-ные, перхлорвиниловые, битумные, глифталевые, пентафталевые 120—200 100 Не смешивается 34  [c. 247]

Лак ПЭ-943 (б 124ВЭИ)—раствор полиэтилептсрефталатной смолы в смеси растворителей (трикрезол и сольвент каменноугольный). Лак отличается эластичностью, высокими механическими и электрическими свойствами. Предназначен для изготовления эмалированных проводов марки ПЭТВ.  [c.38]


Молекула воды

Вода представляет собой химическое соединение и полярную молекулу, которая является жидкостью
при стандартной температуре и давлении. Он имеет химическое
формула H 2 O, означающая, что одна молекула воды
состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Вода
встречается почти повсюду на земле и требуется всем
известная жизнь. Около 70% поверхности Земли покрыто
вода.Известно, что вода в виде льда существует на нескольких других
тел в Солнечной системе и за ее пределами, и доказательство того, что оно существует
(или существовали) в жидкой форме где-либо, кроме Земли.
быть убедительным доказательством внеземной жизни.

Общий

Твердое состояние воды известно как лед;
газообразное состояние известно как водяной пар (или пар). То
единицы температуры (ранее градус Цельсия, а теперь
Кельвина) определяются через тройную точку
вода, 273.16 К (0,01 °С) и 611,2 Па, температура
и давление, при котором твердая, жидкая и газообразная вода сосуществуют
в равновесии. Вода проявляет очень странное поведение,
включая образование таких состояний, как стекловидный лед,
некристаллическое (стекловидное) твердое состояние воды.

При температуре выше 647 К и давлении выше 22,064
МПа, совокупность молекул воды принимает сверхкритических условий, в которых жидкоподобные кластеры плавают внутри
парообразная фаза.

Путь жидкой воды является мерой количества жидкости
воды в столбе воздуха.

Диполярная природа молекулы воды

Важной особенностью молекулы воды является ее полярность. То
молекула воды образует угол с атомами водорода
наконечники и кислород на вершине. Так как кислород имеет более высокую
электроотрицательность, чем водород, сторона молекулы
с атомом кислорода имеет частичный отрицательный заряд.Молекула
с такой разностью зарядов называется диполем. Заряд
различия заставляют молекулы воды притягиваться к каждому
другое (относительно позитивные сферы привлекают
относительно отрицательные области) и к другим полярным молекулам.
Это притяжение известно как водород
склеивание.

водородная связь между двумя молекулами воды

Это относительно слабое (относительно ковалентных связей внутри
сама молекула воды) притяжение приводит к физическому
такие свойства, как относительно высокая температура кипения, поскольку
много тепловой энергии необходимо, чтобы расщепить водород
связи между молекулами. Например, сера является элементом
ниже кислорода в периодической таблице и его эквивалентное соединение,
сероводород (H 2 S) не имеет водорода
связей, и хотя его молекулярная масса в два раза превышает молекулярную массу воды,
это газ при комнатной температуре. Дополнительная связь между
молекулы воды также придает жидкой воде большую удельную
теплоемкость.

Водородная связь также придает молекулам воды необычное поведение.
при замерзании.Как и большинство других материалов, жидкость
становится более плотным с понижением температуры. Однако, в отличие от
большинство других материалов при охлаждении почти до точки замерзания
наличие водородных связей означает, что молекулы,
поскольку они перестраиваются, чтобы минимизировать свою энергию, образуют структуру
на самом деле он имеет меньшую плотность: следовательно, твердая форма, лед, будет плавать в воде. Другими словами, вода расширяется.
при замерзании (большинство других материалов дают усадку при затвердевании).Жидкая вода достигает наибольшей плотности при температуре
4°С. Это имеет интересные последствия для водной жизни.
зимой. Вода, охлажденная на поверхности, становится более плотной и
тонет, образуя конвекционные потоки, охлаждающие всю воду
тела, но когда температура озерной воды достигает
4°C, вода на поверхности, по мере дальнейшего охлаждения, становится менее плотной , и остается в виде поверхностного слоя, который
в конечном итоге образует лед.Поскольку нисходящая конвекция холоднее
вода блокируется изменением плотности, любое большое тело
вода, замерзшая зимой, будет иметь большую часть своей воды
жидкость при температуре 4 ° C под ледяной поверхностью, что позволяет рыбе
выживать. Это один из основных примеров тонкой настройки
физические свойства, поддерживающие жизнь на Земле, которые используются
как аргумент в пользу антропного принципа.

Другой
следствием этого является то, что лед растает, если будет приложено достаточное давление.

Структура воды и льда

Выше показано сравнение коробки диаметром 10 Ангстрем. Он ясно показывает, что лед занимает больше места из-за водородных связей, возникающих при переходе из жидкого состояния в твердое. Во льду Ih каждая вода образует четыре водородные связи с расстояниями O—O 2,76 Ангстрем до ближайшего соседа по кислороду. Из-за упорядоченной структуры во льду в данном пространстве объема меньше молекул h30.

Вода
в качестве растворителя

Вода также является хорошим растворителем из-за своей полярности. Растворитель
свойства воды жизненно важны в биологии, потому что многие биохимические
реакции протекают только в водных растворах (например,
реакции в цитоплазме и крови). Кроме того, вода
используется для транспортировки биологических молекул.

Когда ионное или полярное соединение входит в воду, оно окружено
молекулами воды.Относительно небольшой размер молекул воды обычно позволяет
много молекул воды, чтобы окружить одну молекулу растворенного вещества . частично
отрицательные диполи воды притягиваются к положительно заряженным компонентам
растворенное вещество, и наоборот для положительных диполей.

В общем, ионные и полярные вещества, такие как кислоты, спирты,
и соли легко растворимы в воде, а неполярные вещества
такие как жиры и масла не являются.Неполярные молекулы остаются вместе
в воде, поскольку она энергетически более выгодна для
молекулы воды образуют водородные связи друг с другом, чем
участвовать в ван-дер-ваальсовых взаимодействиях с неполярными молекулами.

Примером ионного растворенного вещества является поваренная соль; натрий
хлорид, NaCl, распадается на катионы Na + и
Cl анионов, каждый из которых окружен молекулами воды.Затем ионы легко переносятся из своей кристаллической формы.
решетка в раствор. Примером неионного растворенного вещества является
столовый сахар. Водородная связь диполей воды с диполярным
участки молекулы сахара и позволяют ему переносить
уходит в раствор.

Сплоченность
и поверхностное натяжение

Прочные водородные связи придают воде высокую когезивность.
и, следовательно, поверхностное натяжение.Это очевидно, когда
небольшое количество воды наносится на нерастворимую поверхность
и вода остается вместе, как капли. Эта функция важна
при переносе воды через ксилему вверх по стеблю у растений;
сильное межмолекулярное притяжение удерживает водяной столб
вместе и предотвратить напряжение, вызванное транспирацией.
Другие жидкости с более низким поверхностным натяжением будут иметь более высокое
склонность к «разрыву», образованию вакуумных или воздушных карманов и рендерингу
сосуды ксилемы не функционируют.

Проводимость

Чистая вода на самом деле хороший изолятор (плохой проводник),
Это означает, что он плохо проводит электричество. Потому что
вода является таким хорошим растворителем, однако она часто имеет некоторые
растворенные в нем растворенные вещества, чаще всего соли. Если вода имеет
таких примесей, то он может гораздо лучше проводить электричество,
потому что примеси, такие как соль, содержат свободные ионы в водной среде.
раствор, по которому может протекать электрический ток.

Электролиз

Воду можно разделить на составные элементы, водород
и кислород, пропуская через него ток. Этот процесс
называется электролиз . Молекулы воды естественно
диссоциировать на ионы H + и OH ,
которые притягиваются к катоду и аноду соответственно.
На катоде два иона H + подхватывают электроны
и форма Н 2 газ.На аноде четыре иона OH объединяются и выделяют газ O 2 , молекулярную воду,
и четыре электрона. Газы образовали пузырьки на поверхности,
где их можно собрать.

Реактивность

Химически вода амфотерна: способна действовать как кислота
или база. Иногда термин гидроксидная кислота используется
используется, когда вода действует как кислота в химической реакции.При рН 7 (нейтральный) концентрация ионов гидроксида
(OH ) равен гидроксонию (H 3 O + )
или ионы водорода (H + ) ионы. Если равновесие
нарушается, раствор становится кислым (более высокая концентрация
ионов гидроксония) или основной (более высокая концентрация гидроксида
ионы).

Вода может действовать как кислота
или основание в реакциях.По системе Бренстеда-Лоури кислоту определяют
как частица, которая отдает протон (ион H +) в реакции, и основание как один
который получает протон. При взаимодействии с более сильной кислотой вода действует как основание;
при реакции с более слабой кислотой действует как кислота. Например, он получает
ион H+ из HCl в равновесии:

HCl + H 2 O —> H 3 O + + Cl

Здесь вода действует как основание, получая ион Н+.Кислота отдает ион Н+, и вода тоже может это делать, например, в реакции
с аммиаком, Кh4:

NH 3 + H 2 O —> NH 4 + + OH

рН на практике

В
Теоретически чистая вода имеет рН 7. На практике чистую воду очень трудно
производить. Вода, оставленная на воздухе в течение любого промежутка времени, быстро растворяется.
углекислый газ, образуя раствор угольной кислоты, с предельным рН ~5.7
(ссылка: Kendall, J. (1916), Journal of the American Chemical Society 38 (11): 2460-2466).

Очищение
вода

Очищенная вода необходима для многих промышленных применений,
так и для потребления. Людям нужна вода, которая
не содержат слишком много соли или других примесей. Общие примеси
включают химические вещества или вредные бактерии.Некоторые растворенные вещества
приемлемым и даже желательным для воспринимаемого улучшения вкуса.
Вода, пригодная для питья, называется питьевой.
вода
.

Шесть популярных методов для
очищающая вода:

  1. Фильтрация : Вода проходит через
    сито, которое улавливает мелкие частицы. Чем плотнее
    меш сита, тем мельче должны быть частицы, чтобы
    пройти через.Фильтрация недостаточна для полного
    очищать воду, но часто это необходимый первый шаг,
    поскольку такие частицы могут мешать более тщательному
    методы очистки.
  2. Кипячение : Вода нагревается до кипения
    точки достаточно долго, чтобы инактивировать или убить микроорганизмы
    которые обычно живут в воде при комнатной температуре. В областях
    где вода «жесткая» (содержащая растворенный кальций
    соли), кипячение разлагает бикарбонат-ион, в результате чего
    часть (но не весь) растворенного кальция осаждается
    в виде карбоната кальция.Это так называемый
    «налет», который накапливается на элементах чайника и т. д. в жесткой воде
    области. За исключением кальция, кипячение не
    удаляют растворенные вещества с более высокой температурой кипения, чем вода, и
    на самом деле увеличивает их концентрацию (из-за некоторого количества воды
    теряется как пар)
  3. Угольная фильтрация : Древесный уголь, форма
    углерода с большой площадью поверхности из-за его способа
    препарата, адсорбирует многие соединения, в том числе некоторые токсичные
    соединения. Вода пропускается через активированный уголь
    для удаления таких загрязнений. Этот метод чаще всего
    используется в бытовых фильтрах для воды и аквариумах. Семья
    фильтры для питьевой воды иногда также содержат серебро,
    следовые количества ионов серебра, обладающих бактерицидным действием.
  4. Дистилляция : Дистилляция включает кипячение
    вода для образования водяного пара. Затем водяной пар
    поднимается на охлажденную поверхность, где может снова сконденсироваться в
    жидкость и собираться.Поскольку растворенные вещества не
    обычно испаряясь, они остаются в кипящем растворе.
    Даже дистилляция не очищает воду полностью, т.к.
    загрязняющих веществ с одинаковыми температурами кипения и капельками
    неиспарившейся жидкости, переносимой паром. Однако,
    Вода чистотой 99,9% может быть получена путем дистилляции.
  5. Обратный осмос : механическое давление
    применяется к нечистому раствору, чтобы протолкнуть чистую воду через
    полупроницаемая мембрана.Термин обратный осмос ,
    потому что нормальный осмос привел бы к движению чистой воды
    в другом направлении, чтобы разбавить примеси. Обратный
    осмос теоретически является наиболее тщательным методом крупномасштабного
    доступна очистка воды, хотя идеальная полупроницаемость
    мембраны создать сложно. на обмен
    хроматография
    : В этом случае пропускают воду
    через заряженную колонку смолы, которая имеет боковые цепи, которые
    задерживают ионы кальция, магния и других тяжелых металлов.В
    во многих лабораториях этот метод очистки заменил
    дистилляция, так как она обеспечивает большой объем очень чистого
    вода быстрее и с меньшим потреблением энергии, чем другие
    процессы. Вода, очищенная таким образом, называется деионизированной.
    вода
    .

Сточные воды

Растрата воды – злоупотребление водой, т.е.
используя его без надобности.Примером может служить использование воды,
особенно вода, очищенная до стандартов безопасной питьевой воды для человека,
в ненужном поливе. Также в домах может быть вода.
впустую, если унитаз смыт без необходимости или бачок
утечки. Загрязнение воды может быть самым большим
однократное злоупотребление водой. В той мере, в какой загрязнитель ограничивает
другие виды использования воды, она становится пустой тратой ресурсов,
независимо от выгоды для загрязнителя.

Мифология

Вода является одним из четырех классических элементов наряду с
огонь, земля и воздух, и считался илем, или основным
вещи вселенной. Вода считалась холодной и влажной.
В теории четырех телесных жидкостей вода ассоциировалась
с мокротой. Вода также была одним из пяти элементов в
Китайский даосизм, наряду с землей, огнем, деревом и металлом.

Вода
права и развитие

Доклад ЮНЕСКО об освоении водных ресурсов мира (WWDR, ​​2003 г.) из
его Программа оценки водных ресурсов мира указывает, что в
ближайшие 20 лет мир столкнется с беспрецедентной нехваткой
питьевой воды. Количество воды, доступное каждому
прогнозируется снижение на 30%. Причины — загрязнение,
глобальное потепление и политические проблемы.Более 2,2 млн.
человек умерло в 2000 году от болезней, связанных с потреблением
загрязненной воды. В 2004 году британская благотворительная организация WaterAid
сообщили, что ребенок умирает каждые 15 секунд из-за легкого
предотвратимых заболеваний, связанных с водой. В отчете указывается
большие глобальные различия в необработанном объеме доступных
вода: от 10 м³ на человека в год в Кувейте до 812,121
м³ во Французской Гвиане.Однако более богатые страны, такие как Кувейт
может легче справиться с нехваткой воды. в
Водное право США разделено на две правовые доктрины:
права на прибрежные воды, используемые в восточной и южной
государства, где есть обилие воды и присвоение
доктрина (или доктрина Колорадо), используемая в засушливых западных
состояния.

Молекула циклогексана

Циклогексан  представляет собой циклоалкан с молекулярной формулой C 6 H 12 .Циклогексан используется в качестве неполярного растворителя в химической промышленности, а также в качестве сырья для промышленного производства адипиновой кислоты и капролактама, оба из которых являются промежуточными продуктами, используемыми в производстве нейлона. В промышленных масштабах циклогексан получают реакцией бензола с водородом. Благодаря своим уникальным химическим и конформационным свойствам циклогексан также используется в лабораториях для анализа и в качестве стандарта.

Молекула циклогексана с использованием Jsmol см. — Для
3D-структуры

Структура молекулы циклогексана

Шестивершинное кольцо не соответствует форме правильного шестиугольника.Конформация плоского двумерного плоского шестиугольника имеет значительную угловую деформацию из-за того, что его связи не составляют 109,5 градусов; деформация при кручении также была бы значительной из-за всех затмеваемых связей. Следовательно, чтобы уменьшить деформацию при кручении, циклогексан принимает трехмерную структуру, известную как конформация кресла. В новой конформации атомы углерода располагаются под углом 109,5°. Половина атомов водорода находится в плоскости кольца ( экваториальная ), а другая половина перпендикулярна плоскости ( аксиальная ). Эта конформация обеспечивает наиболее стабильную структуру циклогексана. Существует другая конформация циклогексана, известная как конформация лодочки, но она взаимопревращается в несколько более стабильное образование стула. Если циклогексан монозамещен большим заместителем, то заместитель, скорее всего, окажется присоединенным в экваториальном положении, поскольку это несколько более стабильная конформация.

Циклогексан имеет наименьшую угловую и крутильную деформацию из всех циклоалканов, в результате чего циклогексан считается нулевым в общей кольцевой деформации, комбинации угловой и крутильной деформации.Это также делает циклогексан наиболее стабильным из циклоалканов и, следовательно, будет выделять наименьшее количество тепла при сгорании по сравнению с другими циклоалканами.

Молекула циклогексана в конформации кресло . Атомы водорода в аксиальных положениях показаны красным, а в экваториальных положениях — синим.

Реакции с циклогексаном

Чистый циклогексан сам по себе довольно неактивен, поскольку является неполярным гидрофобным углеводородом.Он может реагировать с очень сильными кислотами, такими как суперкислотная система HF + SbF5 , что вызывает принудительное протонирование и «крекинг углеводородов». Однако замещенные циклогексаны могут быть реакционноспособными в различных условиях, многие из которых важны для органической химии. Циклогексан легко воспламеняется.

Производные циклогексана

Специфическое расположение функциональных групп в производных циклогексана, да и в большинстве молекул циклоалканов, чрезвычайно важно в химических реакциях, особенно в реакциях с участием нуклеофилов.Заместители в кольце должны находиться в осевом образовании, чтобы реагировать с другими молекулами. Например, реакция бромциклогексана и обычного нуклеофила, гидроксид-аниона, приведет к циклогексену.

Эта реакция, широко известная как реакция отщепления или дегалогенирования (в частности, E2), требует, чтобы бромный заместитель находился в аксиальном образовании, противодействуя другому аксиальному атому H для реакции. Если предположить, что бромциклогексан находится в подходящей для реакции формации, реакция E2 начнется как таковая:

  1. Связь электронной пары между C-Br перемещается к Br, образуя Brâ’ и освобождая его от циклогексана 
  2. Нуклеофил (-OH) отдает пару электронов соседнему аксиальному H, освобождая H и связываясь с ним, создавая H 2
  3. Связь электронной пары между соседним осевым H перемещается к связи между двумя C-C, что делает его C=C

Примечание. Все три стадии происходят одновременно, что характерно для всех реакций Е2.

Вышеупомянутая реакция будет генерировать в основном реакции E2, и в результате продуктом будет в основном (~ 70%) циклогексен. Однако процент зависит от условий, и обычно конкурируют две разные реакции (E2 и Sn2). В приведенной выше реакции реакция Sn2 вместо этого заменит бром на гидроксильную (OH-) группу, но, опять же, для реакции Br должен находиться в аксиальной плоскости. Как только замена SN2 завершена, вновь замещенная группа ОН быстро (~ 1 миллисекунда) перевернется обратно в более стабильное экваториальное положение.Использует

Промышленно большая часть производимого циклогексана превращается в смесь циклогексанон-циклогексанол путем каталитического окисления. Затем масло КА используется в качестве сырья для адипиновой кислоты и капролактама. На практике, если содержание циклогексанола в масле КА выше, чем циклогексанона, более вероятно (экономично) его преобразование в адипиновую кислоту, а в обратном случае более вероятно образование капролактама. Такое соотношение в масле КА можно регулировать подбором подходящих катализаторов окисления.Часть циклогексана используется в качестве органического растворителя.

Циклогексан в исследованиях

Хотя об этом циклическом углеводороде уже многое известно, все еще проводятся исследования смесей циклогексана и бензола и твердофазного циклогексана для определения выхода водорода смеси при облучении при 195°C.

История

В отличие от таких соединений, как бензол, циклогексан нелегко получить из природных ресурсов, таких как уголь.К концу девятнадцатого века первым исследователям-химикам пришлось полагаться на органический синтез. Им потребовалось 30 лет, чтобы конкретизировать детали[1]. В 1867 году Марселин Бертло восстановил бензол йодистоводородной кислотой при повышенных температурах. Он неправильно идентифицировал продукт реакции как н-гексан не только из-за удобного совпадения температуры кипения (69°C), но и потому, что не считал бензол циклической молекулой (как его современник Август Кекуле), а скорее своего рода ассоциацией. ацетилена.В 1870 году один из его скептиков Адольф фон Байер повторил реакцию и назвал тот же продукт реакции гексагидробензол , а в 1890 году Владимир Марковников полагал, что он может перегонять то же соединение из кавказской нефти, назвав свою смесь гексанафтен

.

В 1894 году Байер синтезировал циклогексан, начав с конденсации Дикмана пимелиновой кислоты с последующим многократным восстановлением. и в том же году Э. Хаворт и У.Х. Перкин младший.(1860 — 1929) сделали то же самое в реакции Вюрца с 1,6-дибромгексаном. Удивительно, но их циклогексаны кипели на 10°C выше, чем гексагидробензол или гексанафтен, но эта загадка была решена в 1895 году Марковниковым, Н.М. Кишнером и Николаем Зелинским, когда они повторно диагностировал гексагидробензол и гексанафтен как метилциклопентан, результат неожиданной реакции перегруппировки.

 

 

Как и почему вещи растворяются?

Как и почему вещи растворяются?

При приготовлении раствора полезно знать, растворится ли одно в другом.В конце концов, если кто-то хочет, чтобы вы приготовили ему жидкий раствор одного химического вещества, это не сделает вас лучше, если вы принесете ему стакан жидкости с осадком на дне, потому что вы выбрали неправильный растворитель.

Лучший способ определить, растворится ли что-либо, — это посмотреть на полярности растворителя и растворенного вещества. Если полярности растворителя и растворенного вещества совпадают (оба полярны или оба неполярны), то растворенное вещество, вероятно, растворится. Если полярности растворителя и растворенного вещества разные (один полярный, другой неполярный), растворенное вещество, вероятно, не растворится.Давайте рассмотрим, почему это происходит.

The Mole Says

Явление, состоящее в том, что полярные растворители растворяют ионные и полярные растворенные вещества, неполярные растворители растворяют неполярные растворенные вещества, а полярные растворители не растворяют неполярные растворенные вещества (и наоборот), часто резюмируется фразой «Подобное растворяет подобное». .»

Почему полярные растворители растворяют ионные и полярные растворенные вещества

Как упоминалось ранее, полярные растворители хорошо растворяют полярные растворенные вещества. Чтобы объяснить это, опишем процесс, происходящий при растворении поваренной соли (хлорида натрия) в воде.

Как мы узнали из «Крота», вода представляет собой полярную молекулу с частичным положительным зарядом на каждом атоме водорода и частичным отрицательным зарядом на атоме кислорода. Эта полярность показана на следующем рисунке:

Рисунок 14.1 Вода представляет собой полярную ковалентную молекулу, которая хорошо растворяет полярные твердые вещества.

Chemistrivia

В некоторых случаях притяжение молекул воды к полярному растворенному веществу недостаточно сильно, чтобы разделить молекулы растворенного вещества. В результате некоторые полярные растворенные вещества не растворяются в воде.

Ионные твердые вещества, такие как хлорид натрия, по определению содержат катионы и анионы. В результате, когда ионное твердое вещество, такое как хлорид натрия, помещают в воду, мы видим следующее:

Рисунок 14.2 Хлорид натрия хорошо растворим в воде.

Когда хлорид натрия помещают в воду, частичные положительные заряды атомов водорода в воде притягиваются к отрицательно заряженным ионам хлорида. Точно так же частичные отрицательные заряды атомов кислорода в воде притягиваются к положительно заряженным ионам натрия.Поскольку притяжение молекул воды для ионов натрия и хлора больше, чем силы, удерживающие кристалл вместе, соль растворяется. Когда растворенное вещество растворяется в воде, этот процесс называется гидратацией.

Точно так же мы обнаружили, что полярные растворенные вещества, такие как метанол, этанол и изопропанол, хорошо растворяются в воде, потому что оба они очень полярны.

Почему полярные растворители не растворяют неполярные растворенные вещества

Правило «подобное растворяет подобное» указывает на то, что полярные растворители плохо растворяют неполярные растворенные вещества.Это можно понять, взглянув на следующий рисунок:

Рисунок 14.3 Вода не растворяет четыреххлористый углерод, потому что сильные взаимодействия между молекулами воды более важны, чем слабые взаимодействия между водой и четыреххлористым углеродом.

На предыдущем рисунке показано, что происходит, когда мы помещаем четыреххлористый углерод в воду. Поскольку четыреххлористый углерод является неполярной молекулой, взаимодействие между соседними молекулами очень слабое.В результате можно ожидать, что четыреххлористый углерод хорошо растворим в воде. Однако молекулы воды образуют прочные водородные связи друг с другом, заставляя их плотно прилипать друг к другу. Поскольку молекулы воды имеют очень сильные межмолекулярные силы друг с другом и слабо взаимодействуют с четыреххлористым углеродом (посредством дисперсионных сил Лондона? см. Жидкости и межмолекулярные силы), CCl 4 почти полностью нерастворим в воде.

Почему неполярные растворители не растворяют полярные растворенные вещества

Давайте представим, что произойдет, если полярное растворенное вещество, такое как хлорид натрия, поместить в неполярный растворитель, такой как четыреххлористый углерод.Поскольку CCl 4 не имеет частичного заряда, он не присоединяется к иону натрия или хлорида. Как мы упоминали ранее, ионы натрия и хлорида в NaCl сильно притягиваются друг к другу из-за их противоположных зарядов. Это очень слабое взаимодействие растворителя и растворенного вещества, а также очень сильное притяжение между соседними частицами растворенного вещества делают хлорид натрия нерастворимым в четыреххлористом углероде.

Почему неполярные растворители растворяют неполярные растворенные вещества

Если мы поместим неполярное твердое вещество в неполярную жидкость, выражение «подобное растворяется в подобном» подразумевает, что твердое вещество растворится.Однако единственными силами, которые вызывают притяжение жидкости к твердому телу, являются слабые лондоновские дисперсионные силы. Почему твердое тело должно растворяться?

Давайте представим, что мы поместили кусок четырехбромистого углерода в химический стакан, содержащий четыреххлористый углерод. Молекулы четырехбромистого углерода в твердом теле удерживаются вместе очень слабыми лондоновскими дисперсионными силами, как и молекулы четыреххлористого углерода в растворителе. Тогда можно было бы ожидать, что нет особой причины для растворения растворенного вещества.

Как оказалось, здесь замешана другая сила. Процессы, увеличивающие хаотичность системы, обычно происходят самопроизвольно (мы обсудим это явление, известное как энтропия. Поскольку молекулы четырехбромистого углерода станут более случайными, если их смешать с другим соединением, четырехбромистый углерод четыреххлористый углерод

Выдержки из The Complete Idiot’s Guide to Chemistry 2003 Ian Guch Все права защищены, включая право на полное или частичное воспроизведение в любой форме.Используется по договоренности с Alpha Books , членом Penguin Group (USA) Inc.

Чтобы заказать эту книгу непосредственно у издателя, посетите веб-сайт Penguin USA или позвоните по телефону 1-800-253-6476. Вы также можете приобрести эту книгу на Amazon.com и в Barnes & Noble.

Глава 9.2: Растворимость и структура

Растворы молекулярных веществ в жидкостях

Лондонские дисперсионные силы, диполь-дипольные взаимодействия и водородные связи, удерживающие молекулы от других молекул, обычно слабые. Даже в этом случае для нарушения этих взаимодействий требуется энергия.

Для растворов газов в жидкостях мы можем смело игнорировать энергию, необходимую для разделения молекул растворенного вещества, потому что молекулы в газовой фазе уже разделены. Таким образом, нам нужно учитывать только энергию, необходимую для разделения молекул растворителя, и энергию, высвобождаемую в результате новых взаимодействий растворенного вещества и растворителя.

Неполярные газы, такие как N 2 , O 2 и Ar не имеют дипольного момента и не могут участвовать в диполь-дипольных взаимодействиях или водородных связях.Следовательно, единственный способ, которым они могут взаимодействовать с растворителем, — это посредством дисперсионных сил Лондона, которые могут быть слабее, чем взаимодействия растворитель-растворитель в полярном растворителе. Неудивительно поэтому, что неполярные газы наиболее растворимы в неполярных растворителях. Взаимодействия между молекулами растворителя и взаимодействия между растворителем и растворенным веществом являются обеими лондонскими дисперсионными силами и имеют примерно одинаковую величину.

Когда взаимодействия растворитель-растворитель и растворитель-растворенное вещество совпадают, раствор называют идеальным.В идеальном газе молекулы вообще не взаимодействуют. В идеальной жидкости молекулы должны взаимодействовать, чтобы удерживать жидкость вместе, но взаимодействие между молекулами растворителя и между молекулами растворителя и растворенного вещества одинаково.

Напротив, для раствора неполярного газа в полярном растворителе взаимодействие молекул полярного растворителя намного больше, чем взаимодействие молекул полярного растворителя с молекулами неполярного растворенного вещества. В результате неполярные газы менее растворимы в полярных растворителях, чем в неполярных растворителях.Например, концентрация N 2 в насыщенном растворе N 2 в воде, полярном растворителе, составляет всего 7,07 х 10 -4 М по сравнению с 4,5 х 10 -3 М для насыщенного раствора. N 2 в бензоле, неполярном растворителе.

Растворимость неполярных газов в воде обычно увеличивается по мере увеличения молекулярной массы газа, как показано в таблице 9.2.1. Это в точности ожидаемая тенденция: по мере того, как молекулы газа становятся больше, сила взаимодействия растворитель-растворенное вещество из-за Лондонские дисперсионные силы увеличиваются, приближаясь к силе взаимодействия растворитель-растворитель.

Таблица 9.2.1 Растворимость некоторых газов в воде при 20°C и давлении 1 атм

Газ Растворимость (M) × 10 −4
Он 3,90
Не 4,65
Ар 15,2
Кр 27,9
Хе 50. 2
Н 2 8,06
Н 2 7,07
СО 10,6
О 2 13,9
Н 2 О 281
CH 4 15,5

Практически все обычные органические жидкости, независимо от того, полярные они или нет, смешиваются.Силы межмолекулярного притяжения сопоставимы; и решения близки к идеальным. Другой фактор, который мы обсудим в главе 17, — увеличение беспорядка (энтропии) — способствует образованию раствора. Однако если преобладающие межмолекулярные взаимодействия в двух жидкостях сильно отличаются друг от друга, они могут быть несмешиваемыми. Например, органические жидкости, такие как бензол, гексан, CCl 4 и CS 2 (S=C=S), неполярны и не обладают способностью действовать как доноры или акцепторы водородных связей с растворителями, образующими водородные связи, такими как H 2 O, HF и NH 3 ; следовательно, они не смешиваются с этими растворителями.При встряхивании с водой они образуют отдельные фазы или слои, разделенные интерфейсом (рис. 9.2.3) — областью между двумя слоями. Однако только потому, что две жидкости не смешиваются, , а не означает, что они совершенно нерастворимы друг в друге. Например, 188 мг бензола растворяются в 100 мл воды при 23,5°С. Добавление большего количества бензола приводит к отделению верхнего слоя, состоящего из бензола с небольшим количеством растворенной воды (растворимость воды в бензоле составляет всего 178 мг/100 мл бензола).

Рисунок 9.2.3 Вода не смешивается с перфторгептаном (и большинством галогенированных соединений) . Поскольку плотность воды меньше, чем у перфторгептана, слой воды плавает сверху. Золотая рыбка плавает в толще воды. Рисунок из Википедии..

Растворимости простых спиртов в воде приведены в таблице 9.2.2. Только три самых легких спирта (метанол, этанол и н -пропанол) полностью смешиваются с водой.По мере увеличения молекулярной массы спирта увеличивается доля углеводорода в молекуле. Соответственно, значение водородных связей и диполь-дипольных взаимодействий в чистом спирте уменьшается, а значение лондоновских дисперсионных сил возрастает, что приводит к все меньшему количеству благоприятных электростатических взаимодействий с водой. Органические жидкости, такие как ацетон, этанол и тетрагидрофуран, достаточно полярны, чтобы полностью смешиваться с водой, но достаточно неполярны, чтобы полностью смешиваться со всеми органическими растворителями.

Таблица 9.2.2 Растворимость органических спиртов с прямой цепью в воде при 20°C

Алкоголь Растворимость (моль/100 г H 2 O)
метанол полностью смешивается
этанол полностью смешивается
n -пропанол полностью смешивается
n -бутанол 0. 11
n -пентанол 0,030
n -гексанол 0,0058
n -гептанол 0,0008

Те же принципы определяют растворимость молекулярных твердых веществ в жидкостях. Например, элементарная сера представляет собой твердое тело, состоящее из циклических молекул S 8 , не имеющих дипольного момента.Поскольку кольца S 8 в твердой сере связаны с другими кольцами дисперсионными силами Лондона, элементарная сера нерастворима в воде. Однако он растворим в неполярных растворителях с сравнимой лондоновской дисперсионной силой, таких как CS 2 (23 г/100 мл). Напротив, глюкоза содержит пять групп –ОН, которые могут образовывать водородные связи. Следовательно, глюкоза очень хорошо растворима в воде (91 г/120 мл воды), но практически нерастворима в неполярных растворителях, таких как бензол. Здесь показана структура одного изомера глюкозы.

Низкомолекулярные углеводороды с сильно электроотрицательными и поляризуемыми атомами галогенов, такие как хлороформ (CHCl 3 ) и метиленхлорид (CH 2 Cl 2 ), обладают как значительными дипольными моментами, так и относительно сильными лондоновскими дисперсионными силами. Таким образом, эти углеводороды являются мощными растворителями для широкого круга полярных и неполярных соединений. Неполярный нафталин и полярный фенол (C 6 H 5 OH) хорошо растворяются в хлороформе.Напротив, растворимость ионных соединений в значительной степени определяется не полярностью растворителя, а скорее его диэлектрической проницаемостью , мерой его способности разделять ионы в растворе, как вы скоро увидите.

Пример 9.2.1

Определите наиболее важные взаимодействия растворенного вещества с растворителем в каждом растворе.

  1. йод в бензоле
  2. анилин (C 6 H 5 NH 2 ) в дихлорметане (CH 2 Cl 2 )

  3. йод в воде

Дано: компонентов растворов

Запрашиваемый вопрос: преимущественное взаимодействие растворенного вещества с растворителем

Стратегия:

Определите все возможные межмолекулярные взаимодействия как для растворенного вещества, так и для растворителя: дисперсионные силы Лондона, диполь-дипольные взаимодействия или водородные связи. Определите, какой из факторов, вероятно, является наиболее важным в образовании раствора.

Решение:

  1. Бензол и I 2 являются неполярными молекулами. Единственными возможными силами притяжения являются лондонские дисперсионные силы.
  2. Анилин представляет собой полярную молекулу с группой –NH 2 , которая может действовать как донор водородной связи. Дихлорметан также полярен, но не имеет явного акцептора водородной связи. Следовательно, наиболее важными взаимодействиями между анилином и CH 2 Cl 2 , вероятно, являются взаимодействия Лондона.
  3. Вода является высокополярной молекулой, которая участвует в обширных водородных связях, тогда как I 2 является неполярной молекулой, которая не может выступать в качестве донора или акцептора водородной связи. Небольшая растворимость I 2 в воде (1,3 × 10 –3 моль/л при 25°С) обусловлена ​​лондоновскими дисперсионными силами.

Упражнение

Определите наиболее важные взаимодействия в каждом решении:

  1. этиленгликоль (HOCH 2 CH 2 OH) в ацетоне
  2. ацетонитрил (CH 3 C≡N) в ацетоне
  3. n -гексан в бензоле

Ответ:

  1. водородная связь
  2. Взаимодействия в Лондоне
  3. Лондонские дисперсионные силы

Растворение твердых тел в жидком растворителе характеризуется взаимодействием диффузии, зависящей от площади поверхности, и физической фрагментации.

Динамическое взаимодействие процесса полного растворения фрагментация частиц в общем процессе растворения.На рисунке 2 показан общий пример процесса полного растворения одной частицы с учетом как фрагментации, так и диффузионного удаления массы. Показаны общее количество нерастворенных частиц, процент растворенного исходного объема частиц и общая площадь поверхности всех нерастворенных частиц с течением времени.

На рис. 2b видна характерная сигмоидальная форма, созданная изменением кривизны в точке перегиба, происходящим при примерно 50% растворении. Эта форма, характерная почти для всех других кривых растворенного объема, описывающих растворение, включающее как фрагментацию, так и диффузию, является результатом конкуренции этих двух процессов и результирующих изменений площади поверхности и общей скорости удаления диффузионной массы.По мере того как частицы фрагментируются на все более мелкие частицы, общая доступная площадь поверхности увеличивается экспоненциально, как показано на рис. 2c. Однако по мере увеличения площади поверхности увеличивается и общая скорость диффузионного удаления массы, процесса, который уменьшает размер каждой частицы, что приводит к уменьшению площади поверхности. В определенный момент увеличение площади поверхности за счет фрагментации преодолевается уменьшением площади поверхности, вызванным уменьшением размеров или полным растворением отдельных частиц за счет диффузионного удаления массы. Эта точка четко видна как пик общей площади поверхности и точка перегиба, где кривизна кривой процентного растворения меняется с выпуклой на вогнутую. После этого момента скорость удаления диффузионной массы уменьшается с увеличением общей площади поверхности, а общая скорость растворения замедляется по мере того, как процент растворенного начального объема асимптотически приближается к 100%.

Рисунок 2

Типовой пример моделируемого растворения, включающего как диффузионное удаление массы, так и фрагментацию частиц.Это моделирование показывает пики площади поверхности и количества частиц, а также точку перегиба в процентах начального растворенного объема, которые определяют точку, в которой уменьшение площади поверхности из-за диффузионного удаления массы превышает увеличение площади поверхности из-за событий фрагментации. Это взаимодействие приводит к характерной сигмовидной форме кривой процента растворенного начального объема. Показаны: ( a ) общее количество нерастворенных частиц с течением времени, ( b ) процент начального объема, растворенного с течением времени, и ( c ) общая площадь поверхности всех нерастворенных частиц с течением времени. Обратите внимание, что эти графики не предназначены для прямого представления какого-либо конкретного экспериментального или теоретического случая, рассмотренного на протяжении всей рукописи, а являются примером общих явлений, наблюдаемых в процессе растворения. В этом примере при моделировании использовалась скорость фрагментации ( г 0 , число фрагментаций в секунду для всех частиц, превышающих минимальный объем фрагментации частиц, V mf
) из 5.459968 × 10 −9 с −1 , масштабный параметр переходной функции ( μ , параметр, описывающий размер частиц, образующихся в результате каждого события фрагментации) 9,834961 × 10 −1 масса, коэффициент передачи ( k c
) из 9,921862 × 10 −9   м/с.

Родственное событие — это пик общего числа частиц, событие, которое происходит вскоре после пика площади поверхности. Как показано на рис. 2а, общее количество частиц достигает своего максимума, когда достаточно большая часть частиц достигает достаточно малого размера, чтобы они больше не могли фрагментироваться. Из этих очень мелких частиц нельзя создать новые частицы, и из-за их размера они быстро удаляются, поскольку вся их масса диффузионно удаляется и отправляется в раствор. Эта нижняя граница размера частиц определяется в рамках моделирования минимальным объемом частиц, V мин
, который является физическим параметром, представляющим частицу размером всего в несколько молекул.

Эволюция распределения во времени

Мы рассматриваем тот же пример смоделированного процесса растворения, что и на рис. 2, с точки зрения распределения — уникальной точки зрения, предоставляемой нашей структурой моделирования. Глядя сначала на рис. 3а, мы видим, что процесс начинается с одной частицы с начальным объемом 4,414 × 10 -7  м 3 , представленной одним узким распределением с центром в этом начальном объеме. Эта частица быстро распадается на множество более мелких частиц, которые сами продолжают фрагментироваться, что значительно увеличивает общее количество частиц при одновременном уменьшении их среднего размера.Приблизительно через 100 с общее количество частиц достигает своего максимума, и, хотя пик распределения остается примерно стационарным вблизи минимального отслеживаемого размера частиц, он уменьшается по величине по мере полного растворения частиц, что в конечном итоге приводит к исчезновению распределения по мере растворения. процесс завершается. На рисунке 3b показан тот же процесс с точки зрения объемного распределения, показывающий, как оставшийся объем проявляется для всех размеров частиц по мере того, как происходит процесс растворения.Начиная с одной частицы в начальном объеме, распределение расширяется, а его среднее значение уменьшается по мере того, как частица последовательно дробится на более мелкие частицы многих размеров. Поскольку масса диффузионно удаляется из этих частиц, распределение уменьшается по величине по мере уменьшения среднего объема частиц. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не растворится весь оставшийся объем. Наконец, наблюдая рис. 3c, общее распределение площади поверхности по всем размерам частиц, мы видим процесс, аналогичный показанному на рис.3a,b, при этом исходная частица быстро заменяется частицами с широким распределением размеров, значительно увеличивая площадь поверхности, среднее значение которой смещается вниз, а величина которой уменьшается по мере диффузионного удаления объема и уменьшения размера частиц. В дополнительном видео S1 показана анимация эволюции этих распределений с течением времени.

Рисунок 3

Изменение количества частиц, объема и распределения площади поверхности во времени во время растворения. Распределения числа частиц ( a ), объема ( b ) и площади поверхности ( c ) для примера моделируемого растворения (тот же процесс, подробно описанный на рис.2) включающий как диффузионное удаление массы, так и фрагментацию частиц. Каждое распределение детализирует количество соответствующего количества, проявляющееся в частицах заданного объема по всему отслеживаемому объему частиц. Обратите внимание, что каждая ось x является логарифмической. Кроме того, обратите внимание, что, хотя структура моделирования вычисляет непрерывные распределения, нанесенные на график распределения фактически представляют собой гистограммы с бинами, состоящие из 100 бинов в логарифмическом пространстве, причем половина бинов линейно распределена по верхним 90% объемов частиц, а половина логарифмически распределена по остальные порядки вплоть до наименьшего моделируемого объема частиц.Это делается для того, чтобы обеспечить точное сравнение относительных величин между разными порядками величин. Следовательно, сумма всех интервалов представляет собой интеграл аналогичной непрерывной функции. Сумма всех ячеек на графике ( a ), аналогичная интегралу по непрерывному распределению частиц по всем объемам частиц, дает общее количество существующих частиц. Сумма всех ячеек на графике ( b ), аналогичная интегралу по непрерывному распределению объема по всем объемам частиц, дает общий оставшийся нерастворенный объем.Наконец, сумма всех ячеек на графике ( c ), аналогичная интегралу по непрерывному распределению площади поверхности по всем объемам частиц, дает общую площадь поверхности всех оставшихся частиц. Обратите внимание, что эти графики не предназначены для прямого представления какого-либо конкретного экспериментального или теоретического случая, рассмотренного на протяжении всей рукописи, а являются примером общих явлений, наблюдаемых в процессе растворения. В этом примере при моделировании использовалась скорость фрагментации ( г 0 , число фрагментаций в секунду для всех частиц, превышающих минимальный объем фрагментации частиц, V mf
) из 5.459968 × 10 −9 с −1 , масштабный параметр переходной функции ( μ , параметр, описывающий размер частиц, образующихся в результате каждого события фрагментации) 9,834961 × 10 −1 масса, коэффициент передачи ( k c
) из 9,921862 × 10 −9   м/с.

Изучение влияния каждого составляющего процесса

Диффузионное удаление массы

Во время процесса полного растворения масса удаляется и переводится в раствор со скоростью, определяемой площадью поверхности, на которой нерастворенное растворенное вещество подвергается воздействию растворенного вещества, растворимость и текущая концентрация растворенного вещества в растворителе и, наконец, диффузионные характеристики растворенного вещества в растворителе.Коэффициент массообмена, к к
, представляет собой параметр, описывающий скорость диффузионного удаления массы на единицу площади поверхности на разницу концентрации растворенного вещества от предела растворимости растворенного вещества в растворителе. В отсутствие одновременной фрагментации разные коэффициенты массопереноса приведут к разным скоростям и времени растворения. Это чисто диффузионное поведение удаления массы можно наблюдать на дополнительном рисунке S1, который показывает, как при отсутствии фрагментации нерастворенных частиц растворенного вещества исходное распределение частиц (в данном случае одна частица) сохраняется, но неуклонно уменьшается в размере и объеме. на протяжении всего процесса растворения по мере удаления объема.По мере уменьшения размера частиц уменьшается и площадь их поверхности, что приводит к неуклонному снижению скорости растворения с течением времени. Временной масштаб этого процесса также значительно медленнее, чем при наличии одновременной фрагментации, когда большое увеличение площади поверхности, вызванное дроблением частиц, значительно ускоряет общий процесс растворения.

Чтобы исследовать влияние диффузионных характеристик на процесс растворения, мы начнем с изучения изменений в общем процессе растворения, которые происходят, когда коэффициент массопереноса, k c
, модулируется.На рисунке 4 показана развертка параметра по коэффициенту массопереноса при постоянных характеристиках фрагментации; все наблюдаемые изменения полностью являются результатом различий в процессе удаления диффузионной массы. С увеличением коэффициента массообмена увеличивается общая скорость диффузионного массоудаления и ускоряется весь процесс растворения. На рисунке 4а показано общее количество нерастворенных частиц с течением времени. Когда коэффициент массопереноса увеличивается, общее количество частиц достигает максимума раньше, хотя максимальное количество частиц меньше.Это говорит о том, что по мере увеличения скорости удаления диффузионной массы вновь образовавшиеся частицы удаляются быстрее, что ограничивает максимальное количество частиц, которое может существовать. Обращаясь к рис. 4c, те же тенденции в значительной степени наблюдаются для общей площади поверхности с течением времени, что позволяет предположить, что общая площадь поверхности может зависеть от общего количества частиц. Наконец, тенденции, наблюдаемые на рис. 4b, отражают изменения общей площади поверхности с течением времени, при этом общая скорость удаления диффузионной массы пропорциональна общей площади поверхности, и это отражает наклон кривой процента растворенного объема.

Рисунок 4

Влияние диффузии на общий процесс растворения. Моделирование растворения проводили при коэффициентах массообмена в диапазоне от 2,0 × 10 −9 м/с до 4,5 × 10 −9 м/с. Этот параметр описывает скорость, с которой растворенное вещество способно диффундировать через жидкий растворитель. Показаны: ( a ) общее количество нерастворенных частиц с течением времени, ( b ) процент начального объема, растворенного с течением времени, и ( c ) общая площадь поверхности всех нерастворенных частиц с течением времени.С увеличением коэффициента массообмена увеличивается скорость диффузионного удаления массы и ускоряется весь процесс растворения.

Фрагментация

Изменение характеристик фрагментации также влияет на общий процесс растворения. Рассматриваемый здесь процесс фрагментации описывается тремя основными параметрами. Скорость фрагментации, г 0 , описывает скорость, с которой каждая частица подвергается фрагментации. Эти события фрагментации описываются распределением частиц, возникающих в результате каждого события, относительно исходного размера частиц. Это распределение, называемое здесь функцией перехода, определяется параметром масштаба 90 681 μ 90 682 , который описывает размер новых частиц в каждом акте фрагментации по отношению к исходному размеру частиц, и логарифмическим стандартным отклонением 90 681 σ 90 682 , которое описывает ширину распределения и, следовательно, диапазон размеров частиц.

Если бы не продолжающееся диффузионное удаление массы, разные скорости фрагментации в конечном итоге привели бы к одному и тому же распределению частиц, хотя и в разное время.Это чистое поведение фрагментации можно наблюдать на дополнительном рисунке S2, который показывает, как при отсутствии диффузионного удаления массы вся масса в конечном итоге уменьшается до мельчайших возможных частиц (которые также могут быть концептуализированы как самые большие нефрагментирующие частицы) и таким образом, максимально возможное количество частиц, независимо от скорости фрагментации. Кроме того, весь этот процесс происходит без потери объема, так как не происходит диффузионного удаления массы.

Однако, когда происходит одновременно с процессом диффузионного удаления массы, разные скорости фрагментации приведут к очень разной кинетике растворения, поскольку растворяющиеся частицы непрерывно формируются в обоих процессах.На рисунке 5 показана развертка параметра по скорости фрагментации, г 0 , при этом характеристики диффузии, а также все другие параметры фрагментации остаются постоянными; все наблюдаемые изменения полностью являются результатом различий в скорости фрагментации. В этой развертке и во всех приложениях этой модели, показанных в этой статье, скорость фрагментации меньше единицы. Когда время единичного события фрагментации (определенное здесь как обратное скорости фрагментации τ  = 1/ g 0 ) находится в масштабе времени, приближающемся или превышающем общее время растворения, становится легче концептуализировать фрагментацию. процесс с точки зрения событий частичной фрагментации.Принимая «полное» событие фрагментации за период времени, в течение которого все фрагментирующие частицы в системе полностью распадаются на новые частицы, «частичная фрагментация» является подразделением этого события фрагментации; период времени, в течение которого фрагментируется только часть исходных частиц. Это говорит о том, что в этих обстоятельствах исходное распределение частиц медленно разрушается с течением времени, в отличие от немедленного насильственного распада. Однако по мере того, как скорость фрагментации увеличивается и превышает единицу, все смоделированные частицы полностью фрагментируются на более мелкие частицы один или несколько раз в секунду.

Рисунок 5

Влияние фрагментации на общий процесс растворения. Моделирование растворения проводили при скоростях фрагментации в диапазоне от 0  с -1 до 0,05   с -1 . Этот параметр определяет скорость, с которой все фрагментирующие частицы в системе подвергаются фрагментации и фрагментируются на более мелкие частицы. Когда г 0 меньше единицы, его также можно рассматривать как определение доли всех фрагментирующихся частиц, которые фрагментируются каждую секунду.Показаны: ( a ) общее количество нерастворенных частиц с течением времени, ( b ) процент начального объема, растворенного с течением времени, и ( c ) общая площадь поверхности всех нерастворенных частиц с течением времени. По мере увеличения скорости фрагментации доля нерастворенного объема, которая распадается на новые частицы во время каждого события фрагментации, увеличивается, добавляя новую площадь поверхности к системе во время каждого события фрагментации, что напрямую увеличивает общую скорость удаления диффузионной массы. тем самым ускоряя весь процесс растворения.

Когда он меньше единицы, по мере увеличения скорости фрагментации также увеличивается доля нерастворенных частиц, которые фрагментируются каждую секунду. Дополнительная площадь поверхности и частицы, образующиеся при каждом фрагментировании, также увеличиваются, ускоряя общий процесс растворения. На рисунке 5а показано общее количество нерастворенных частиц с течением времени. При увеличении скорости фрагментации общее число частиц быстрее достигает своего максимального значения, и его максимальное значение выше.Подобные тенденции отражены на рис. 5c, на котором подробно показана общая площадь поверхности с течением времени. Формы кривых, наблюдаемые на рис. 5b, отражают тенденции общей площади поверхности с течением времени, поскольку скорость удаления диффузионной массы прямо пропорциональна общей площади поверхности. По мере увеличения площади поверхности общая скорость удаления диффузионной массы увеличивается, и, таким образом, наклон кривой процента растворенного начального объема увеличивается. Когда площадь поверхности увеличивается и уменьшается, происходит обратное, поскольку весь процесс растворения замедляется.Эти результаты моделирования показывают, что явления фрагментации оказывают очень сильное влияние на кинетику всего процесса растворения.

В дополнение к скорости фрагментации, распределение частиц в результате каждого события фрагментации также оказывает значительное влияние на общий процесс растворения. На рисунке 6 показана развертка параметра по нормированному логарифмическому среднему значению функции перехода, также называемому параметром масштаба функции перехода, поскольку он определяет размер новых частиц, создаваемых в каждом событии фрагментации, по отношению к исходному размеру частиц. Диффузионные характеристики, как и другие параметры фрагментации, в этом случае остаются постоянными, поэтому все изменения в общем процессе полностью являются результатом различий в масштабном параметре функции перехода μ . По мере увеличения параметра масштаба функции перехода средний размер частиц по отношению к исходному размеру частиц, создаваемых в каждом событии фрагментации, увеличивается. В результате создается меньше частиц, когда исходная частица данного объема фрагментируется, и каждое событие фрагментации дает меньшую дополнительную площадь поверхности.

Рисунок 6

Влияние конкретного события фрагментации на общий процесс растворения: новый размер частиц. Моделирование растворения проводили при параметрах шкалы функции перехода (TF) в диапазоне от 0,4 до 0,9. Этот параметр определяет средний размер распределения новых размеров частиц (в логарифмическом пространстве относительно исходного размера частиц), созданных во время каждого события фрагментации. Показаны: ( a ) общее количество нерастворенных частиц с течением времени, ( b ) процент начального объема, растворенного с течением времени, и ( c ) общая площадь поверхности всех нерастворенных частиц с течением времени.По мере уменьшения масштабного параметра переходной функции частицы, образующиеся в результате каждого события фрагментации, уменьшаются в размере, но увеличиваются в количестве для исходной частицы заданного объема, добавляя новую площадь поверхности в систему во время каждого события фрагментации, что напрямую увеличивает общую скорость диффузионного удаления массы, что ускоряет весь процесс растворения.

На рис. 6а показано общее количество нерастворенных частиц с течением времени. При увеличении масштабного параметра переходной функции полное число частиц достигает своего максимального значения позже, и его максимальное значение уменьшается.Подобные тенденции отражены на рис. 6c, на котором подробно показана общая площадь поверхности с течением времени. Формы кривых на рис. 6b являются прямым результатом тенденций общей площади поверхности с течением времени, поскольку скорость удаления диффузионной массы прямо пропорциональна площади поверхности. Это показывает, что события фрагментации, которые производят самые маленькие частицы (относительно исходного размера частиц), создают наибольшую площадь поверхности и делают это с самой высокой скоростью, что приводит к самому быстрому общему процессу растворения. Следовательно, более низкий параметр масштаба функции перехода приводит к более быстрому общему процессу растворения.

Наконец, на рис. 7 показана развертка параметра по нормализованному логарифмическому стандартному отклонению функции перехода, σ — третий и последний параметр, определяющий каждое событие фрагментации. Этот параметр определяет диапазон получаемых размеров частиц около среднего логарифмического размера частиц, определяемого параметром масштаба, μ . Характеристики диффузии, как и другие параметры фрагментации, в этом случае остаются постоянными, поэтому все изменения в общем процессе полностью являются результатом различий в логарифмическом стандартном отклонении функции перехода σ . По мере увеличения логарифмического стандартного отклонения функции перехода диапазон размеров частиц, образующихся в каждом акте фрагментации, увеличивается.

Рисунок 7

Влияние конкретного события фрагментации на общий процесс растворения: диапазон новых размеров частиц. Моделирование растворения проводили при логарифмических стандартных отклонениях функции перехода (TF) в диапазоне от 0,01 до 0,1. Этот параметр определяет ширину распределения новых размеров частиц (в логарифмическом пространстве относительно исходного размера частиц), создаваемых во время каждого события фрагментации.Показаны: ( a ) общее количество нерастворенных частиц с течением времени, ( b ) процент начального объема, растворенного с течением времени, и ( c ) общая площадь поверхности всех нерастворенных частиц с течением времени. По мере того, как логарифмическое стандартное отклонение функции перехода уменьшается, количество новой площади поверхности, образующейся во время каждого события фрагментации, увеличивается, что напрямую увеличивает общую скорость удаления диффузионной массы и, таким образом, ускоряет весь процесс растворения.

На рисунке 7а показано общее количество нерастворенных частиц с течением времени. По мере увеличения логарифмического стандартного отклонения функции перехода общее число частиц достигает своего максимального значения позже, и его максимальное значение ниже. Подобные тенденции отражены на рис. 7c, на котором подробно показана общая площадь поверхности с течением времени. Поскольку логарифмическое стандартное отклонение функции перехода увеличивается, больший диапазон новых размеров частиц фактически приводит к меньшей дополнительной площади поверхности, чем эквивалентное событие фрагментации, дающее частицы более однородного размера.Это приводит к более медленному увеличению общей площади поверхности, меньшей максимальной площади поверхности и, как показано на рис. 7b, более медленному общему процессу растворения.

Растворение таблеток с помощью ультразвука: пример из практики

Чтобы лучше изучить идею внешней возмущающей силы, влияющей на растворение, рассмотрим пример из области фармацевтических исследований. В протоколах проверки качества лекарственных средств, предписанных Фармакопеей США, растворяющаяся фармацевтическая таблетка подвергается воздействию возмущающей силы в виде перемешивающего элемента, мешалки или проточного устройства для уменьшения общего времени растворения 19 .Кроме того, в недавних исследованиях рассматривались другие методы быстрого растворения твердых веществ, в первую очередь применение ультразвуковых волн давления через зонд 20 . Эти волны давления приводят к образованию и схлопыванию микропузырьков растворенного газа, явлению, известному как ультразвуковая кавитация. Это явление приводит к ряду уникальных физических и химических свойств 21 . Наиболее важным для этой работы является то, что кавитация положительно влияет на процесс растворения как за счет выделения энергии на поверхности объекта, так и за счет улучшения характеристик потока в объеме растворителя 20,22 .Кроме того, исследования в области материаловедения показали, что ультразвуковые волны давления в конечном итоге приводят к усталости и разрушению многих материалов, так что их влияние на процесс фрагментации здесь неудивительно 23 . Пример влияния ультразвукового перемешивания на растворение фармацевтических таблеток можно найти на дополнительном рисунке S3.

Влияние ультразвука на растворение

Мы начали с подгонки нашей модели к экспериментальным данным, чтобы точно выразить характеристики диффузии и фрагментации модели как функции приложенной возмущающей силы, в данном случае ультразвуковых волн давления, испускаемых погруженным ультразвуковой зонд.Подробности процесса подгонки и результирующие функции для вышеупомянутых параметров можно найти в дополнительной информации, в частности, на дополнительных рисунках S4 и S5.

На рисунке 8 показаны смоделированные процессы растворения для примененной мощности ультразвука в диапазоне от 2 Вт до 5 Вт. Как показано в уравнениях (11–13) и дополнительных рисунках S4 и S5, увеличение мощности ультразвука влияет как на диффузию, так и на фрагментацию. При увеличении мощности применяемого ультразвука коэффициент массопереноса k c
, увеличивается, вызывая увеличение скорости удаления диффузионной массы. Одновременно с увеличением приложенной ультразвуковой мощности скорость фрагментации g 0 и параметр масштаба функции перехода μ увеличиваются. В результате этих изменений в параметрах фрагментации дополнительная площадь поверхности, создаваемая каждым событием фрагментации, больше для более высоких приложенных ультразвуковых мощностей. Увеличение мощности применяемого ультразвука влияет как на характеристики фрагментации, так и на диффузионные характеристики процесса растворения таким образом, что весь процесс ускоряется.

Рисунок 8

Влияние мощности ультразвука на растворение фармацевтических таблеток. Моделирование растворения проводилось при мощности ультразвука в диапазоне от 0 Вт до 5 Вт. Показаны: ( a ) общее количество нерастворенных частиц с течением времени, ( b ) процент начального объема, растворенного с течением времени, и ( c ) общая площадь поверхности всех нерастворенных частиц с течением времени. Увеличение мощности применяемого ультразвука изменяет характеристики фрагментации таким образом, что увеличивается площадь новой поверхности, создаваемой во время каждого события фрагментации.Кроме того, увеличение мощности применяемого ультразвука также приводит к увеличению скорости потока и другим изменениям, которые приводят к увеличению диффузии. Оба эти изменения имеют тенденцию ускорять общий процесс растворения по мере увеличения мощности применяемого ультразвука.

Как показано на рис. 8а, по мере увеличения мощности применяемого ультразвука максимальное количество частиц в любой точке процесса растворения увеличивается и достигается быстрее. Это верно для всех точек данных, кроме моделируемой для приложенной ультразвуковой мощности 5 Вт.В этих случаях максимальное число частиц достигается все же быстрее по мере увеличения мощности ультразвука, но само максимальное число частиц уменьшается. Возможное объяснение этого явления заключается в том, что при высокой мощности ультразвука результирующее увеличение площади поверхности больше, чем при более низких мощностях применяемого ультразвука, потому что события фрагментации создают меньшее количество более крупных частиц, но делают это с большей долей исходных частиц. при высоких мощностях ультразвука по сравнению с большим количеством более мелких частиц из меньшей фракции исходных частиц при более низких мощностях ультразвука.Эта гипотеза подтверждается рис. 8b,c, которые показывают, что, несмотря на меньшее максимальное количество частиц, при более высоких мощностях приложенного ультразвука процесс полного растворения протекает быстрее и дает наибольшую максимальную площадь поверхности.

Задача оптимизации ультразвукового импульса

Теперь мы продемонстрируем конструктивные возможности этой модели путем оптимизации гипотетического ультразвукового устройства для растворения с питанием от батареи. Такое устройство, учитывая ограниченное общее количество расходуемой энергии, ограничено по мощности и продолжительности ультразвукового возбуждения, которое оно может обеспечить.Кроме того, это устройство может работать постоянно или пульсирующим образом. Путем моделирования этого устройства, работающего при различной мощности ультразвука, частоте импульсов и рабочих циклах, мы пытаемся определить оптимальные настройки для каждой переменной с учетом ограниченного количества полезной энергии.

На рисунке 9 показан процент растворенного объема с течением времени для различных мощностей ультразвука, частоты импульсов и рабочих циклов (часть каждого цикла, в течение которой подается мощность) с заданной максимальной полезной энергией 500 Дж.На рис. 9а показано влияние изменения мощности, подаваемой во время каждого импульса. Он показывает процент объема, растворенного с течением времени, для мощности ультразвука в диапазоне от 0 Вт до 5 Вт, с частотой 1 Гц и рабочим циклом 0,5, пока вся доступная энергия не будет исчерпана. Все кривые на этом графике имеют одинаковую основную форму, в которой фрагментация, вызванная ультразвуком, создает новую площадь поверхности и ускоряет общую скорость растворения до тех пор, пока не будет исчерпана вся доступная энергия и растворение не продолжится без какой-либо фрагментации.Более того, результаты показывают, что даже в ситуациях с ограниченной общей доступной энергией самая высокая приложенная мощность приводит к самому быстрому растворению, даже если она истощает доступную энергию быстрее всего.

Рисунок 9

Исследование оптимизации мощности ультразвукового импульса. Моделирование растворения проводилось для различных мощностей ультразвука, частоты импульсов и рабочих циклов (часть каждого цикла, во время которой подается мощность) с введенной максимальной полезной энергией 500  Дж. Показано: ( a ) Процент объема, растворенного с течением времени для ультразвуковые мощности в диапазоне от 0 Вт до 5 Вт, пульсирующие с частотой 1 Гц с рабочим циклом 0.5, пока вся доступная энергия не будет исчерпана; ( b ) объемное растворение в процентах с течением времени для приложенной ультразвуковой мощности 3,5 Вт, импульс на частотах в диапазоне от 0,001 Гц до 1 Гц (включая случай постоянной мощности «0 Гц») с рабочим циклом 0,5, а также «0 Гц» неимпульсный случай; ( c ) процент объема, растворенного с течением времени, для приложенной мощности ультразвука 3,5 Вт, пульсирующей с частотой 1 Гц, для рабочих циклов в диапазоне от 0 до 1.

Далее на рис. 3.5 Вт в импульсном режиме с частотой от 0,001 Гц до 1 Гц с рабочим циклом 0,5, включая случай постоянной мощности «0 Гц». Кривые на этом графике по-прежнему демонстрируют то же исчерпывающее поведение, что и на рис. 9а, где после исчерпания общей доступной энергии растворение происходит без фрагментации и, таким образом, полностью управляется диффузионным удалением массы. Хотя более высокие частоты кажутся плавными на отображаемых временных шкалах, применение или отсутствие ультразвуковой мощности совершенно очевидно для более низких частот, которые пульсируют лишь несколько раз в ходе моделирования.В частности, хотя общий растворенный объем ведет себя по-разному для каждой частоты импульса при подаче ультразвуковой мощности, они демонстрируют одинаковое поведение после того, как доступная энергия исчерпана, и они приводят к очень близким количествам общего растворенного объема. Это говорит о том, что в определенные промежутки времени общая приложенная энергия более важна для скорости всего процесса, чем схема, по которой она применяется. Тем не менее, после неимпульсного случая, образцы импульсов, которые растворяют наибольшую массу за отведенное время, имеют более низкие частоты.

Наконец, на рис. 9c показан процент объема, растворенного с течением времени для приложенной ультразвуковой мощности 3,5 Вт, импульсной с частотой 1 Гц для различных рабочих циклов. Кривые на этом графике снова демонстрируют такое же исчерпывающее поведение, как и на рис. 9a,b, где фрагментация прекращается после исчерпания всей доступной энергии. В соответствии с другими результатами, подробно описанными на этом рисунке, случай постоянной мощности (рабочий цикл 1) приводит к самому быстрому полному процессу растворения, а случай без мощности (рабочий цикл 0) приводит к самому медленному.Рабочие циклы между двумя крайними значениями подчиняются этой тенденции, причем более высокие рабочие циклы приводят к более быстрому общему растворению. Опять же, модальность, при которой наибольшее количество энергии сообщается системе за кратчайшее время, приводит к наиболее быстрому растворению.

Принимая во внимание возможную мощность ультразвука и режимы импульсов, результаты этого исследования оптимизации показывают, что при использовании максимально возможной мощности ультразвука, минимально возможной частоты импульсов (по возможности без пульсации) и максимально возможного рабочего цикла (опять же, что приводит к постоянной мощности, если это возможно), будет достигнут самый быстрый общий процесс растворения.Во всех случаях применение всей доступной энергии в кратчайшие сроки приводит к максимально быстрому растворению. Однако, если конструкция устройства и, следовательно, используемая модальность импульса ограничены механическими, тепловыми, структурными или другими конструктивными ограничениями, не рассматриваемыми здесь, следует использовать наиболее близкую к этому идеальному случаю возможную структуру импульса, если желателен максимально быстрый процесс растворения. .

Биохимия, растворение и растворимость — StatPearls

Введение

Расторжение [1][2][3]

Растворение – это процесс, при котором растворенное вещество в газообразной, жидкой или твердой фазе растворяется в растворителе с образованием раствора.

Растворимость

Растворимость – это максимальная концентрация растворенного вещества, которая может растворяться в растворителе при данной температуре. При максимальной концентрации растворенного вещества раствор называется насыщенным. Единицы растворимости могут быть представлены в моль/л или г/л.

факторов, которые влияют на растворимость:

  • Концентрация раствора

  • Температура системы

  • Давление (для газов в растворе)

  • Полярность раствора и растворителя

Основы

Растворение

Скорость растворения представлена ​​уравнением Нойеса-Уитни: dm/dt = D*A*(Cs — C)/ч

Где: D представляет собой коэффициент диффузии для соединения

  • A представляет собой площадь поверхности, доступную для растворения

  • Cs представляет собой растворимость соединения

  • C представляет концентрацию растворенного вещества в объеме раствора в момент времени t

  • h представляет собой толщину слоя растворения

    Растворимость

    Температура

    Влияние температуры на жидкие и твердые растворенные вещества

    При повышении температуры растворимость твердого вещества или жидкости может колебаться в зависимости от того, является ли реакция растворения экзотермической или эндотермической.

    Повышение растворимости с повышением температуры

    • В эндотермических реакциях растворения чистая энергия разрыва и образования связей приводит к поглощению тепловой энергии системой по мере растворения растворенного вещества. При повышении температуры системы в систему вводится дополнительная энергия напора.

    • Таким образом, в соответствии с принципом Ле Шателье, система будет приспосабливаться к этому увеличению тепла, способствуя реакции растворения для поглощения добавленной тепловой энергии.Следовательно, повышение температуры увеличивает растворимость растворенного вещества.

    • Примером растворенного вещества, растворимость которого увеличивается с повышением температуры, является нитрат аммония, который можно использовать в холодных компрессах для оказания первой помощи. Растворение нитрата аммония в растворе является эндотермической реакцией. Когда нитрат аммония растворяется, тепловая энергия поглощается из окружающей среды, вызывая ощущение холода в окружающей среде.

    Уменьшение растворимости с повышением температуры

    • В экзотермических реакциях при растворении растворенного вещества в растворе выделяется тепловая энергия.Повышение температуры вводит больше тепла в систему. Следуя принципу Ле Шателье, система будет приспосабливаться к этой избыточной тепловой энергии, подавляя реакцию растворения. Следовательно, повышение температуры снижает растворимость растворенного вещества.

    • Примером растворимого вещества, растворимость которого снижается с повышением температуры, является гидроксид кальция, который можно использовать для лечения химических ожогов и в качестве антацида.

    Влияние температуры на растворенные газы

    Как правило, тепловая энергия выделяется при растворении газа в растворе, что означает экзотермическую реакцию растворения.Таким образом, газ становится менее растворимым при повышении температуры.

    Повышение температуры приводит к увеличению кинетической энергии. Молекулы газа с большей кинетической энергией движутся быстрее, что приводит к разрыву межмолекулярных связей между растворенным веществом в газе и растворителем.

    Давление: закон Генри

    На растворимость газа влияют изменения давления в системе. Газ растворяется в жидкости с образованием растворов. Это приводит к равновесию в системе, где часть молекул газа растворяется в жидкости, а остальные остаются в газовой фазе над жидкостью.

    Закон Генри гласит: «При постоянной температуре количество газа, растворяющегося в объеме жидкости, пропорционально парциальному давлению газа, находящегося в равновесии с жидкостью».

    Закон Генри приводит к следующему уравнению: C = kP

    Где:

    • C представляет растворимость газа при определенной температуре в определенном растворителе

    • K представляет константу закона Генри представляет собой парциальное давление газа i.е. давление, которое газ оказывает на систему при данном объеме и температуре

    Следовательно, по мере увеличения давления газа над жидкостью в системе молекулы газа становятся более растворимыми в растворителе. Точно так же, если давление газа в системе уменьшается, газ становится менее растворимым в растворителе.

    Проблемы, вызывающие озабоченность

    Ограничения закона Генри о растворимости газа:

    • Применяется, только если молекулы газа находятся в равновесии

    • Не применяется, если происходит химическая реакция между растворителем и растворенным веществом

    • Не применяется к газу при высоких давлениях

      Растворение

      Методы улучшения растворения для улучшения пероральной биодоступности включают: [4][5][6]

      • Микронизация для увеличения площади поверхности для растворения

      • Солевое образование активного ингредиента сорастворители и мицеллярные растворы для солюбилизации

      • Комплексообразование с использованием циклодекстринов

      • Использование липидных систем (для липофильных препаратов)

      Механизм

      9

      9
      Растворимость [7][8][9]

      Принцип Ле Шателье:

      Если к равновесию применяются стрессовые факторы, такие как давление и тепло, система будет реагировать, приспосабливаясь, чтобы свести к минимуму последствия стресса.

      Например, если к системе приложено давление, реакция растворения минимизирует это напряжение за счет снижения давления в системе.

      Теплота раствора

      Твердые и жидкие вещества образуются в результате того, что отдельные частицы удерживаются вместе за счет связей между частицами. Для образования раствора требуется энергия для разрыва связей между частицами внутри твердого тела или жидкости. Тепловая энергия также требуется для разрыва связей в растворителе, чтобы ввести одну из молекул в раствор.Оба эти процесса являются эндотермическими. Тепловая энергия выделяется, когда молекулы растворенного вещества образуют связи с молекулами растворителя, т. е. этот процесс является экзотермическим.

      В зависимости от того, используется ли больше энергии для разрыва связей между растворенным веществом и растворителем или высвобождается при образовании новых связей между растворенным веществом и растворителем, реакция в целом может быть экзотермической или эндотермической.

      • Если для разрыва связей между растворенным веществом и растворителем требуется больше энергии, чем высвобождается при образовании новых связей между растворенным веществом и растворителем, реакция считается эндотермической.

      • Если при образовании новых связей между растворенным веществом и растворителем выделяется больше энергии, чем требуется для разрыва связей внутри растворенного вещества и растворителя, реакция считается экзотермической.

      Общее количество тепловой энергии, выделяемой или поглощаемой системой = сумма тепловой энергии, поглощаемой при разрыве связей, – сумма тепловой энергии, выделяемой при образовании связей

      • Если общее количество выделяемой тепловой энергии /абсорбируется из системы больше нуля, реакция эндотермическая.

      • Если общее количество тепловой энергии, выделяемой/поглощаемой системой, меньше нуля, реакция является экзотермической.

      Патофизиология

      Применение закона Генри: декомпрессионная болезнь

      Закон Генри объясняет явления декомпрессионной болезни. Когда аквалангисты погружаются на большую глубину, давление воды увеличивает давление в их телах. Азот, газ в нашей крови, растворяется под повышенным давлением.Азот физиологически инертен, поэтому не используется в тканевом обмене. Если аквалангист всплывает на поверхность слишком быстро, быстрое падение давления снижает растворимость азота, в результате чего из раствора выходят пузырьки азота. Пузырьки азота могут образовывать болезненные и потенциально смертельные газовые эмболии.

      Клиническое значение

      Растворение

      Растворение важно для практикующих врачей, потому что для того, чтобы лекарства всасывались и оказывали физиологическое действие на организм человека, они должны находиться в растворе.Для твердых препаратов, таких как таблетки и суппозитории, скорость растворения влияет на скорость всасывания лекарства в организме.

      Растворимость

      Растворимость в воде часто учитывается при разработке лекарств. Плохо растворимые составы создают трудности при разработке фармацевтических препаратов. Примерами являются хлорамфеникол, фенитоин и дигоксин. Лекарства, особенно для перорального приема, могут иметь плохую растворимость в воде. Это может привести к низкой биодоступности, что приведет к недостаточному воздействию и физиологическому эффекту в организме.

      Ссылки

      1.
      Джоши К., Чандра А., Джейн К., Талегаонкар С. Нанокристаллизация: новая технология повышения биодоступности плохо растворимых лекарств. Фарм Нанотехнологии. 2019;7(4):259-278. [Бесплатная статья PMC: PMC6967137] [PubMed: 30961518]
      2.
      Итай С. [Разработка новых функциональных препаратов на основе фармацевтических технологий]. Якугаку Дзаси. 2019;139(3):419-435. [PubMed: 30828022]
      3.
      Караньевич-Лада М., Боба К., Долатовский Ф., Добровольская А., Ракицкая М.Полиморфизм статинов и его влияние на их физико-химические свойства. Полим Мед. 2018 июль-декабрь;48(2):77-82. [PubMed: 30916495]
      4.
      Sujka M, Pankiewicz U, Kowalski R, Nowosad K, Noszczyk-Nowak A. Пористый крахмал и его применение в системах доставки лекарств. Полим Мед. 2018 янв-июнь;48(1):25-29. [PubMed: 30657655]
      5.
      Модика де Мохак Л., Китинг А.В., Фатима Пина М., Рэйми-Абрахам Б.Т. Разработка нановолокнистых аморфных и кристаллических твердых дисперсий для пероральной доставки лекарств.Фармацевтика. 24 декабря 2018 г., 11(1) [бесплатная статья PMC: PMC6359107] [PubMed: 30586871]
      6.
      Couillaud BM, Espeau P, Mignet N, Corvis Y. Современное состояние твердых фармацевтических форм: от Crystal Property Проблемы с рецептурой нанокристаллов. ХимМедХим. 2019 08 января; 14 (1): 8-23. [PubMed: 30457705]
      7.
      Ribeiro ACF, Esteso MA. Транспортные свойства фармацевтических систем с контролируемым высвобождением: краткий обзор важности их изучения в биологических системах.Биомолекулы. 2018 Dec 17;8(4) [Статья PMC бесплатно: PMC6315691] [PubMed: 30563024]
      8.
      Радивоев С., Целльниц С., Паудель А., Фрёлих Э. Поиск физиологически значимых методов растворения in vitro для пероральных ингаляционных препаратов . Инт Дж Фарм. 2019 10 февраля; 556: 45-56. [PubMed: 30529665]
      9.
      Kadokawa JI. Растворение, дериватизация и функционализация хитина в ионной жидкости. Int J Биол Макромоль. 2019 15 февраля; 123: 732-737. [PubMed: 30465832]

      Вода — универсальный растворитель | У.S. Геологическая служба

      •  Школа водных наук ДОМАШНЯЯ СТРАНИЦА  •  Темы свойств воды  •

       

      Знаете ли вы, что можно растворить M из M&M? Все, что вам нужно сделать, это положить несколько M&Ms в воду стороной M вверх и наблюдать, что происходит!
      Фото: coffeecupsandcrayons.com

      Воду называют «универсальным растворителем», потому что она способна растворять больше веществ, чем любая другая жидкость. Это важно для всего живого на земле. Это означает, что куда бы ни попадала вода, будь то по воздуху, земле или через наши тела, она уносит с собой ценные химические вещества, минералы и питательные вещества.

      Именно химический состав и физические свойства воды делают ее таким превосходным растворителем. Молекулы воды имеют полярное расположение атомов кислорода и водорода — одна сторона (водород) имеет положительный электрический заряд, а другая сторона (кислород) — отрицательный. Это позволяет молекуле воды притягиваться ко многим другим типам молекул . Вода может настолько сильно притягиваться к другому соединению, например к соли (NaCl), что может нарушить силы притяжения, удерживающие вместе натрий и хлорид в солевом соединении, и, таким образом, растворить его.

       

      Наши почки и вода — отличная пара

      Наши собственные почки и растворяющие свойства воды прекрасно сочетаются друг с другом, поддерживая нашу жизнь и здоровье. Почки отвечают за фильтрацию веществ, которые попадают в наш организм из продуктов и напитков, которые мы потребляем. Но почки должны избавляться от этих веществ после их накопления. Вот где вода помогает; Будучи таким прекрасным растворителем, вода, промывая почки, растворяет эти вещества и выводит их из нашего тела.

       

      На этой диаграмме показаны положительные и отрицательные части молекулы воды. На нем также показано, как заряд, например, иона (например, Na или Cl) может взаимодействовать с молекулой воды.

      Авторы и права: Мариана Руис Вильярреал, Фонд CK-12

      Почему соль растворяется в воде

      На молекулярном уровне соль растворяется в воде благодаря электрическим зарядам и тому факту, что и вода, и солевые соединения полярны, с положительными и отрицательными зарядами на противоположных сторонах молекулы.Связи в соединениях солей называются ионными, потому что обе они имеют электрический заряд: ион хлорида заряжен отрицательно, а ион натрия — положительно. Точно так же молекула воды имеет ионную природу, но связь называется ковалентной, при этом два атома водорода располагаются со своим положительным зарядом по одну сторону от атома кислорода, который имеет отрицательный заряд. Когда соль смешивается с водой, соль растворяется, потому что ковалентные связи воды сильнее, чем ионные связи в молекулах соли.

      Положительно заряженная сторона молекул воды притягивается к отрицательно заряженным ионам хлора, а отрицательно заряженная сторона молекул воды притягивается к положительно заряженным ионам натрия. По сути, происходит перетягивание каната, когда молекулы воды побеждают в матче. Молекулы воды раздвигают ионы натрия и хлорида, разрывая ионную связь, удерживающую их вместе. После того, как солевые соединения разделены, атомы натрия и хлорида окружены молекулами воды, как показано на этой диаграмме.Как только это произойдет, соль растворится, в результате чего получится однородный раствор.

      .