凝集と逆凝集

凝集
化学の分野では、凝集とは、懸濁液から自発的に、または清澄剤の添加によって、コロイド粒子が沈殿物から凝集状またはフレーク状に現れるプロセスです。このプロセスは、コロイドが凝集する前に安定した分散液として液体中に懸濁しているだけであり、実際には溶液中に溶解していないという点で沈殿とは異なります。
凝集と凝集は水処理における重要なプロセスです。凝集作用とは、凝集剤とコロイドの化学的相互作用により粒子を不安定化・凝集させ、不安定な粒子を凝集させて凝集・沈殿させることです。

用語の定義
IUPAC によると、凝集とは「分散液の粒子がより大きなサイズのクラスターを形成する接触と付着のプロセス」です。
基本的に、凝集とは、安定した荷電粒子を不安定にするために凝集剤を添加するプロセスです。同時に、凝集は凝集を促進し、粒子の沈降に寄与する混合技術です。一般的な凝固剤は Al2 (SO4) 3・14H2O です。

応用分野

水処理技術
凝集と沈殿は、飲料水の浄化、下水、雨水、産業排水の処理に広く使用されています。典型的な処理プロセスには、格子、凝固、凝集、沈殿、粒子濾過、および消毒が含まれます。
表面化学
コロイド化学において、凝集とは、微粒子が凝集するプロセスです。その後、フロックは液体の上部に浮いたり (乳白色)、液体の底に沈んだり (沈殿)、または液体から簡単にろ過されます。土壌コロイドの凝集挙動は淡水の水質と密接に関係しています。土壌コロイドの高度な分散は、周囲の水の濁りを直接引き起こすだけでなく、河川、湖、さらには潜水艦の船体の栄養塩の吸収による富栄養化を引き起こします。

物理化学
エマルションの場合、凝集とは、個々の液滴がその特性を失わないようにするための、分散した単一の液滴の凝集を指します。したがって、凝集は、エマルジョンのさらなる老化につながる最初のステップ (液滴の合体と最終的な相分離) です。凝集剤は鉱物の選鉱に使用されますが、食品や医薬品の物理的特性の設計にも使用できます。

凝集を解く

逆凝集は凝集の正反対であり、ゲル化と呼ばれることもあります。ケイ酸ナトリウム (Na2SiO3) が代表的な例です。コロイド粒子は、溶液のイオン強度が低いことと一価金属カチオンが優勢であることを除いて、通常、より高い pH 範囲で分散します。コロイドの凝集を防ぐ添加剤を抗凝集剤と呼びます。静電バリアによる逆凝集の場合、逆凝集剤の効果はゼータ電位によって測定できます。Encyclopedia Dictionary of Polymers によると、凝集防止とは、「各固体粒子が独立しており、隣接する粒子と結合していない状態 (乳化剤と同様) である、液体中の固体の分散状態または状態」です。非凝集懸濁液の降伏値はゼロまたは非常に低いです。」
逆凝集は汚泥の沈降の問題や排水品質の悪化を引き起こすことが多いため、下水処理場では問題となる可能性があります。