懸濁液（化学）
化学において、懸濁液とは、沈降するのに十分な大きさの固体粒子を含む流体の不均一な混合物です。粒子は肉眼で見える場合もありますが、通常は1マイクロメートル以上で、最終的には沈降します。ただし、混合物が懸濁液として分類されるのは、粒子が沈降していない間のみです。
プロパティ
懸濁液は、固体粒子が溶解せずに溶媒の大部分に懸濁し、媒体中を自由に浮遊している不均一な混合物です。[ 1 ]内部相（固体）は、特定の懸濁剤を使用した機械的（作用）によって、外部相（流体）全体に分散されます。
懸濁液の例としては、水中の砂が挙げられます。懸濁粒子は顕微鏡で観察でき、放置しておくと時間の経過とともに沈降します。この点が懸濁液とコロイドの違いです。コロイド粒子はより小さく、沈降しません。[ 2 ]コロイドと懸濁液は、溶解した物質（溶質）が固体として存在せず、溶媒と溶質が均一に混合されている溶液 とは異なります。
気体中に液滴または微細な固体粒子が浮遊したものをエアロゾルといいます。大気中では、浮遊粒子は微粒子と呼ばれ、微細な塵や煤、海塩、生物起源および火山起源の硫酸塩、硝酸塩、雲粒などから構成されています。
懸濁液は、分散相と分散媒に基づいて分類されます。前者は本質的に固体ですが、後者は固体、液体、または気体のいずれかです。
現代の化学プロセス産業では、高せん断混合技術が多くの新しい懸濁液の製造に使用されてきました。
懸濁液は熱力学的には不安定ですが、長期間にわたって運動学的に安定する可能性があり、これが懸濁液の保存期間を決定する要因となります。消費者に正確な情報を提供し、最高の製品品質を確保するためには、この保存期間を測定する必要があります。
「分散安定性とは、分散液が時間の経過とともにその特性の変化に抵抗する能力を指します。」[ 3 ]
身体の安定性を監視する技術
多重光散乱と垂直走査を組み合わせた手法は、製品の分散状態を監視し、不安定化現象を特定して定量化するために最も広く使用されている手法です。[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]これは希釈なしの濃縮分散液に作用します。光がサンプルを通過すると、粒子によって後方散乱されます。後方散乱の強度は、分散相のサイズと体積分率に正比例します。したがって、濃度の局所的な変化 (沈降) とサイズの全体的な変化 (凝集、凝集) が検出され、監視されます。粒子懸濁液の安定性の分析で最も重要なものは、浮遊物質が示すゼータ電位の値です。このパラメーターは粒子間の静電反発の大きさを示し、吸着質の使用と pH 調整が粒子反発と懸濁液の安定化または不安定化にどのように影響するかを判断するために一般的に分析されます。
賞味期限予測の加速化手法
不安定化の運動学的プロセスはかなり長くなる場合があり（製品によっては数ヶ月、あるいは数年に及ぶこともあります）、新製品設計のための合理的な開発期間を確保するために、開発担当者はさらなる促進法を用いる必要に迫られることがよくあります。最も一般的に用いられるのは熱処理法で、温度を上昇させて不安定化を加速させます（相転移および分解の臨界温度未満）。温度は粘度だけでなく、非イオン界面活性剤の場合は界面張力、より一般的にはシステム内の相互作用力にも影響します。分散液を高温で保管することで、製品の実際の使用条件（例えば、夏の車内に日焼け止めクリームのチューブが置かれているなど）をシミュレートできるだけでなく、不安定化プロセスを最大200倍加速させるために、振動、遠心分離、撹拌などが使用されることもあります。これらの処理により、粒子/膜の排水を促す様々な力が製品に加わります。しかし、一部のエマルジョンは通常の重力では決して凝集しませんが、人工重力下では凝集します。[ 10 ]さらに、遠心分離と振動を使用すると、異なる粒子集団の分離が強調される。[ 11 ]
例
停止の一般的な例は次のとおりです:
参照
- ゾル – 連続した液体媒体中の非常に小さな固体粒子のコロイド懸濁液
- エマルジョン – 2つ以上の混ざらない液体の混合物
- ゼータ電位 – コロイド分散液中の電気動電位
- 濁度 – 流体の曇り
- 沈降性固形物 – 粒子が液体の底に向かって移動し、沈殿物を形成するプロセス
- フロス浮選法 – 疎水性物質を親水性物質から選択的に分離するプロセス
- 堆積物輸送 – 通常は重力と流体の巻き込みによる固体粒子の移動
- チンダル効果 – コロイド懸濁液中の微粒子による光の散乱
- ファリス効果（レオロジー）
参考文献
- ^化学：物質とその変化、第4版、ブレイディ著、センス社、 ISBN 0-471-21517-1
- ^コロンビア電子百科事典、第 6 版。
- ^「食品エマルジョン、原理、実践および技術」 CRC Press 2005.2- MPC Silvestre、EA Decker、McClements Food hydrocolloids 13 (1999) 419–424。
- ^アラン・D・マクノート、アンドリュー・R・ウィルキンソン編（1997年）『化学用語集：IUPAC勧告（第2版）』ブラックウェル・サイエンス、ISBN 978-0865426849。
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