פלוקולציה והפלקולציה הפוכה

הַפתָתָה
בתחום הכימיה, פלוקולציה היא התהליך שבו חלקיקים קולואידים יוצאים ממשקעים בצורת פלוקולנט או פתיתים מתרחיף, באופן ספונטני או על ידי הוספת חומר ניקוי. תהליך זה שונה משקעים בכך שהקולואיד מרחף בנוזל רק כדיספרסיה יציבה לפני הפלקולציה ואינו מומס בפועל בתמיסה.
קרישה והפתתה הם תהליכים חשובים בטיפול במים. פעולת הקרישה היא לערער את היציבות ולצבור חלקיקים על ידי אינטראקציה כימית בין חומר הקריש לקולואיד, וליצור הפתתה ושיקוע של חלקיקים לא יציבים על ידי קרישתם להפתתה.

הגדרת מונח
על פי IUPAC, פלוקולציה היא "תהליך של מגע והידבקות שבו חלקיקים של פיזור יוצרים צבירים בגודל גדול יותר".
בעיקרון, פלוקולציה היא תהליך של הוספת חומר פלוקולנט כדי לערער את יציבותם של חלקיקים טעונים יציבים. במקביל, פלוקולציה היא טכניקת ערבוב המקדמת צבירה ותורמת לשקיעת חלקיקים. חומר הקרישה הנפוץ הוא Al2 (SO4)3• 14H2O.

שדה יישום

טכנולוגיית טיפול במים
פלוקולציה ומשקעים נמצאים בשימוש נרחב בטיהור מי שתייה ובטיפול בשפכים, מי גשמים ושפכים תעשייתיים. תהליכי טיפול אופייניים כוללים סורגים, קרישה, פלוקולציה, משקעים, סינון חלקיקים וחיטוי.
כימיה של פני השטח
בכימיה קולואידית, פלוקולציה היא התהליך שבו חלקיקים דקים מתקבצים יחד. הפלוקולציה עשויה לצוף לראש הנוזל (אופלסנט), לשקוע לתחתית הנוזל (משקע) או להסתנן בקלות מהנוזל. התנהגות הפלוקולציה של קולואיד הקרקע קשורה קשר הדוק לאיכות המים המתוקים. הפיזור הגבוה של קולואיד הקרקע לא רק גורם ישירות לעכירות המים הסובבים, אלא גם גורם לאאוטרופיקציה עקב ספיגת חומרים מזינים בנהרות, אגמים ואפילו גופי צוללות.

כימיה פיזיקלית
עבור אמולסיות, פלוקולציה מתארת ​​את הצטברותן של טיפות בודדות המפוזרות כך שהטיפות הבודדות לא יאבדו את תכונותיהן. לכן, פלוקולציה היא השלב הראשוני (התלכדות טיפות והפרדת פאזות סופית) שמוביל להזדקנות נוספת של האמולסיה. פלוקולנטים משמשים בהטמעת מינרלים, אך יכולים לשמש גם בתכנון תכונות פיזיקליות של מזון ותרופות.

דה-פוקולציה

פלוקולציה הפוכה היא ההפך הגמור מהפלקולציה ולפעמים נקראת ג'ל. נתרן סיליקט (Na2SiO3) הוא דוגמה אופיינית. חלקיקים קולואידים מפוזרים בדרך כלל בטווחי pH גבוהים יותר, למעט חוזק יוני נמוך של התמיסה והדומיננטיות של קטיוני מתכת חד-ערכיים. תוספים המונעים מקולואידים ליצור פלוקולנטים נקראים נוגדי פלוקולנטים. עבור פלוקולציה הפוכה דרך מחסומים אלקטרוסטטיים, ניתן למדוד את ההשפעה של הנוגד הפלוקולנט ההפוך באמצעות פוטנציאל זטה. על פי מילון האנציקלופדיה של פולימרים, נוגדי פלוקולציה הם "מצב או מצב של פיזור של מוצק בנוזל שבו כל חלקיק מוצק נשאר עצמאי ולא מחובר לשכניו (בדומה למתחלב). לתרחיפים שאינם פלוקולנטיים יש ערכי תפוקה של אפס או נמוכים מאוד".
הפתתה הפוכה יכולה להיות בעיה במתקני טיהור שפכים, שכן היא מובילה לעיתים קרובות לבעיות שקיעת בוצה ולהידרדרות באיכות הקולחים.