Охарактеризуйте седиментационно – диффузионное равновесие. Сравните скорость броуновского движения и скорость седиментации сферических частиц кварца в воде, размер частиц: 0,1, 1 и 10 мкм. (Решение → 24519)

Заказ №38738

Задача 118 Охарактеризуйте седиментационно – диффузионное равновесие. Сравните скорость броуновского движения и скорость седиментации сферических частиц кварца в воде, размер частиц: 0,1, 1 и 10 мкм. Вязкость среды равна 1∙10-3 Па∙с, плотность дисперсной фазы и дисперсионной среды составляет соответственно 2,7∙103 кг/м3 и 1,0∙103 кг/м3 .

Решение:

Процесс седиментации постепенно приводит дисперсную систему к упорядоченному состоянию, т.к. оседающие частицы располагаются в соответствии с их размерами. Через какое-то время все частицы могли бы осесть, но этому препятствует броуновское движение и диффузия, стремящиеся распределить все частицы равномерно по всему объему. Между процессами диффузии и седиментации устанавливается седиментационно-диффузионное равновесие, которое характеризуется однородным распределением частиц по высоте столба. Под действием силы тяжести (или силы Архимеда) начнётся седиментация частиц. Седиментационный поток направлен ко дну сосуда, и он равен: , (1) где U – скорость движения частиц, r – плотность частиц фазы, r0 – плотность среды, r – радиус частицы, С – концентрация частиц в сосуде, g – ускорение свободного падения. Седиментация приведет к тому, что у дна сосуда концентрация частиц фазы станет выше, чем в верхней его части. В результате возникнет градиент концентрации частиц фазы по высоте h сосуда: . Появление градиента концентрации приведёт к диффузии частиц, диффузионный поток Jd направлен вверх и он равен:

Охарактеризуйте седиментационно – диффузионное равновесие. Сравните скорость броуновского движения и скорость седиментации сферических частиц кварца в воде, размер частиц: 0,1, 1 и 10 мкм.

Охарактеризуйте седиментационно – диффузионное равновесие. Сравните скорость броуновского движения и скорость седиментации сферических частиц кварца в воде, размер частиц: 0,1, 1 и 10 мкм.