Сформулируйте цель и основные этапы седиментационного анализа дисперсных систем. (Решение → 29058)

Заказ №38742

Сформулируйте цель и основные этапы седиментационного анализа дисперсных систем.

Ответ:

Седиментация проиходит, если направленное движение частиц под действием силы тяжести или центробежной силы преобладает над хаотическим тепловым движением частиц: броуновским движением или диффузией. Сущность седиментационного метода анализа степени дисперсности состоит в измерении скорости оседания частиц дисперсной фазы в жидкой дисперсионной среде под действием силы тяжести. В основе седиментационного анализа лежит закон Стокса, по которому сила трения , возникающая при движении шарообразнойчастицы радиусом r со скоростью  в среде с вязкостью , выражается уравнением: . Если частица движется под действием силы тяжести и размеры ее таковы, что она движется равномерно, то сила трения уравновешивает силу тяжести, действующую на частицу: . где D и d - плотность дисперсной фазы и дисперсионной среды, соответственно; g - ускорение силы тяжести (9,81 м/c 2 ). Из уравнения получим: . Закон Стокса выведен для равномерного движения сферических частиц в вязкой среде и применим к частицам, диаметр которых меньше 100 мкм, но больше 0,1 мкм, так как частицы, диаметр которых меньше 0,1 мкм, обладают заметным броуновским движением, а частицы с диаметром, большим 100 мкм, движутся равномерно ускоренно. Таким образом, закон Стокса применим к системам с низкой степенью дисперсности - суспензиям и эмульсиям. Для данной дисперсной фазы и дисперсионной среда величины , D и d постоянны. Тогда и . Так как скорость оседания суспензии , то есть, равна пройденному частицами расстоянию Н, деленному на время , то расчетной формулой для определения радиусов частиц будет . Определение скорости оседания частиц суспензии осуществляют весовым методом – путём периодического или непрерывного взвешивания осадка, оседающего на дно сосуда. Простым и чувствительным прибором для этих целей являются седиментационные гидростатические микровесы Фигуровского (седиментометр), рис. 1, при использовании которых весовой метод реализуется в неявном виде, а в пределах выполнимости закона Гука.