Suspensionen

Suspensionen sind thermodynamisch instabile, grobdisperse Systeme, die aus wenigstens zwei Phasen bestehen. Die äußere, flüssige, halbfeste oder feste Phase enthält eine feste dispergierte Phase. Durch Aggregation und Sedimentation der Teilchen streben Suspensionen einen thermodynamisch

stabileren Zustand zu.

Bei Suspensionen im engeren Sinne ist die äußere Phase flüssig. Ein einfaches Umschütteln muss ein Redispergieren zu einem für eine genaue Dosierung ausreichend stabilen Zustand möglich sein.

Suspensionen sind meistens freifließend.

• Feststoffe mit größerer Dichte als die reine Flüssigkeit neigen zur Sedimentation

• Zwei Arten der Sedimentation

– Aufstockende, behinderte Sedimentation

– Absetzende, unbehinderte Sedimentation

• Berechnung der Sedimentationsgeschwindigkeit durch das Gesetz von Stoke

(sphärische Körper in einer Flüssigkeit oder einem Gas

• Aufstockende, unbehinderte Sedimentation

– Feststoffpartikel behindern sich nicht

gegenseitig beim Sedimentieren

– Grobe Partikel sedimentieren zuerst,

danach kleine Partikel

• Absetzende, behinderte Sedimentation

– Feststoffpartikel neigen zur Flockung

→ schnelles Absetzen

– Sehr lockeres, kohärentes Sediment,

das infolge der Schwerkraft unter

ständiger Volumenverringerung

zusammensinkt

• Ausbildung einer Grenzfläche zwischen Festkörpern und Flüssigkeiten

• Benetzungswinkel bildet sich an der Kontaktlinie Festkörper/Flüssigkeit/ Gasraum aus

Netzmittel bilden einen Film um die Partikel aus

– Zusammenklumpen der einzelnen Partikel wird verringert bzw. verhindert

– Flotationsvorgänge werden gemindert

– Hohe Grenzflächenenergie

(thermodynamisch instabile Systeme)

– Dichteunterschiede der Phasen

– Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Partikeln

• Ableitung aus dem Stokes-Sedimentationsgesetz

– Verringerung der Partikelgröße (<< 1 µm)

– Angleichen der Dichte der beiden Phase

– Erhöhung der Viskosität

• Andere Möglichkeiten

– Zusatz von Tensiden

– Peptisation

• Stark geladene Ionen (z.B. Calciumcitrat, Natriumtartrat)

– Intensive Interaktion mit Feststoffoberfläche

– Erzeugen gleichsinnig geladener Oberflächen

1. Zerkleinern von kristallinen Substanzen (Grund: geringere Sedimentation,

Homogenität)

2. Zerkleinerte Substanzen sieben und abwiegen

3. Feststoffe mit einer kleinen Menge des Suspensionsmittels (flüssig) anreiben

4. Anteiliges Zugabe der restlichen Flüssigkeit

5. Homogenisieren durch geeignetes Mischgerät (z.B. Rührstab, Ultra-Turrax)

6. Verpacken

7. Etikettierung

– Beurteilung der Sedimentationsgeschwindigkeit durch

die Halbsetzzeit (Zeit, in der die Sedimentationsober-

grenze die Hälfte ihres Weges zurückgelegt hat