Көбіктер

Көбіктер – дисперстік фазасы газ, ал дисперстік ортасы сұйық болса сұйық көбік, ал дисперстік ортасы қатты зат болса, қатты көбік деп аталатын дисперстік системалар.

Сұйық көбіктер. Жоғарыда айтылғандай сұйық көбік дегеніміз дисперстік фазасы газ, ал дисперстік ортасы сұйық болатын дисперстік системалар екен. Әдетте, дисперстік фазаның көлемі сұйық фаза көлемінен V_c едәуір артық болады. Бұл екі көлемнің қатынасы V_г : V_c = 500 ÷ 1000 болса, мұндай көбіктегі газ көпіршіктерінің түрі қисық сызықты немесе көпбұрышты болады. Ал V_г : V_е = 1 ÷ 10 болса, көбік түрі шар тәрізді болады екен. Көбіктер де беткі қабатында артық энергиясы бар системалар сияқты термодинамикалық тұрғыдан алғанда тұрақсыз. Көбіктердің тұрақтылығы берілген көбік бағанасының жартысына дейін бұзылатынға кеткен уақыт өлшемімен бағаланады.

Сұйық көбікті сұйық құйылған және ауасы бар ыдысты шайқап алады. Осы кезде сұйық ұсақталып, ауамен араласа келіп, көбік құрайды. Сондай-ақ сұйық арқылы ауаны үрлегенде де көбік пайда болады. Бұл әдіс флотацияда жиі қолданылады. Көбіктерді конденсациялық тәсілмен де алуға болады. Кейде химиялық реакция кезінде газ бөлінеді де, ол газды фаза құрайды. Мысалы, өрт сөндіргіштегі сұйық көбік химиялық реакцияға негізделген:

NaHCO₃ + HCI = NaCI + H₂O + CO₂ (62)

Мұндағы су мен көмірқышқыл газы сұйық көбікті түзеді. Ондағы су – дисперстік ортада, көміртек (IV) оксиді – дисперстік фаза.

Әдетте таза сұйықтағы көбіктер көпке төзбейді және олар тез жарылып немесе біріге келіп жойылады. Көбіктерді тұрақтандыру мақсатымен сұйыққа белок, танид сияқты жоғары молекулалық қосылыстарды қосады, олар газ - сұйық жанасу шегіндегі бетке адсорбцияланып, берік қабат құрастырады. Көбіктерді беттік активті заттарды пайдаланып та тұрақтандыруға болады. Олар газ - сұйық жанасу шегінде бағыттала адсорбцияланып, берік қабықша түзеді. Көбікті тұрақтандырушы заттарды көбік тудырушылар деп атайды.

Өмірдегі, өңдірістегі көбіктердің қолданылмалық мәні ерекше, атап айтқанда, минералды майды пайдаланып жүргізген флотациядан гөрі көбікті қолдану әрі тиімді, әрі арзан. Ұнтақталған кенді минералды майды пайдаланып флотациялағанда, оларды суға салып, шамалы ғана флотореагент – эмульгаторды қосып араластырады. Осы кезде түрлі силикаттар мен карбонаттар секілді керексіз өнімдер гидрофилді реагент ретінде тұнбаға шөгеді. Ондағы металл сульфидтері тәрізді құнды өнімдер өзіне флотореагентті адсорбциялап, гидрофобты сипатта болады. Мұның нәтижесінде пайдалы өнім сұйық бетіне көтеріледі.

Көбікті флотация кезінде ұнтақталған кенді сумен және көбік тудырушы заттармен араластырады. Су құнды өнім бетінде адсорбцияланған кезде оған гидрофобты сипат бере алатындай флотореагентті қосады. Енді осы гидрофобты бөлшектер көбікке жабысып, жоғары көтеріледі. Флотация жүргізілетін астаудың төменгі жағында орналасқан трубаның майда тесігінен қысылған ауа жіберіледі. Осы кезде пайда болатын көпіршіктер қажетті өнімді өзіне жабыстырып жоғары көтереді, керексіздер тұнбаға шөгеді.

Сол сияқты көбіктер тамақ өнеркәсібінде де кең қолданылады. Мысалы, қант шырынын диффузиялық әдіспен тазалағанда, сұйық көбік қолданылады. Олар түрлі кондитерлік кремдер мен зефирлерді, сүт және шырын коктейльдерін әзірлегенде де пайдаланылады.

Көбіктің пайда болуы кейбір процестер үшін зиянды. Технологиялық процестер кезінде пайда болатын мұндай сұйық көбіктерді жоюға тура келеді. Көбік сөндіргіштер, көбінесе, көбікті тұрақтандырғышпен әрекеттесіп, көбікті сөндіреді немесе көбік тұрақтандырғыштарды реагентті ортадан ығыстырады.

Қатты көбіктер. Қатты көбіктерде дисперсті фаза газ, ал дисперстік орта қатты дене болады. Оларға көбікті шыны, көбікті бетон, көбікті пластмасса сияқтылар жатады. Олардың бәрі дерлік массасының жеңілдігімен, дыбыс және жылу өткізбейтіндігімен сипатталады. Сондықтан да қатты көбіктер құрылыста, тоңазытқыш құрастыруда жиі қолданылады.