химический каталог




Курс коллоидной химии

Автор С.С.Воюцкий

ироком сосуде, а движется в наклонной стеклянной трубке, заполненной жидкостью, так, как это происходит в известном вискозиметре Гепплера.

Метод истечения жидкости через капилляр основан на измерении временю вытекания определенного объема жидкости через капилляра радиус и длина которого известны. В этом случае вязкость вычисляют по уравнению:

j ч~ягУг/(ОТ) (Х,8>

где V —объем жидкости, вытекшей за время т; остальные обозначения те же,, что и в уравнении (X, 3).

Определение с помощью ротационных вискозиметров. Приборы, применяем мые для определения вязкости по этому методу, представляют собой два коаксиальных цилиндра. В кольцевой зазор между цилиндрами заливают исследуемую жидкость. Один из цилиндров (обычно внутренний) приводят во вращение,, например, с помощью груза, блока и шнура. После весьма краткого периода устанавливается стационарный режим течения жидкости между цилиндрами. Вязкость находят, определяя число оборотов, вращающегося цилиндра в единицу времени. Ряд конструкций прибора такого типа в Советском Союзе разработав М. П. Воларовичем.

Другая разновидность ротационного прибора, предложенная еще Ф. Н. Шведовым в прошлом столетии, представляет собой также два коаксиальных цилиндра, из которых внешний приводится во вращение с постоянной скоростью» с помощью электромотора, а внутренний подвешен на тонкой упругой нити и снабжен указателем для отсчитывЗния угла закручивания. Жидкость заливают в пространство между цилиндрами. Внешний цилиндр при вращении увлекает за собой жидкость, которая в свою очередь приводит во вращение внутренний: цилиндр и закручивает его на некоторый угол до тех пор, пока момент силы кручения ие станет равным моменту сил трения. Так как нить, на которой подвешен внутренний цилиндр, упруга, то этот угол всегда пропорционален вязкости.

По уравнению, связывающему скорость вращения и угол закручивания цилиндра, зная константы прибора, можно вычислить вязкость.

Очень часто на практике применяют не абсолютные, а относительные методьк определения вязкости, что позволяет исключить из расчета константы приборов.. При этом измеряют время падения шарика, время истечения или другие параметры для стандартной жидкости, а затем определяют ту же величину и длят исследуемой жидкости. Поскольку значения вязкости пропорциональны измеренным величинам, то, зная вязкость стандартной жидкости, можно по полученным* результатам вычислить вязкость исследуемой жидкости. Так как вязкость сильно зависит от температуры, ее следует измерять всегда при постоянной температуре, термостатнруя прибор.

Более подробно методы определения вязкости рассматриваются в руководствах к лабораторным занятиям по коллоидной химии.

Зависимость эффективной вязкости коллоидных систем

от скорости течения

Отличие течения золей от течения обычных индивидуальных жидкостей или истинных растворов низкомолекулярных веществ обуславливается тем, что в первых присутствуют во взвешенном состоянии коллоидные частицы, размеры которых значительно превышают размер молекул. "Наличие таких частиц изменяет пути отдельных молекул текущей жидкости и способствует перемешиванию отдельных слоев. Именно в результате этого у дисперсных -систем наблюдается ранняя турбулентность, т. е. переход ламинарного течения в турбулентное при меньших числах Рейнольдса; чем для жидкостей, не содержащих взвешенных частиц. Кроме того, коллоидные частицы сужают пространство, занятое самой жидкостью в потоке, и увеличивают таким образом средний градиент скорости в направлении, перпендикулярном течению жидкости. Вследствие этого вязкость золя всегда несколько выше вязкости дисперсионной^ средыг

Наконец, характерной особенностью многих золей является неподчинение их зависимостям, выражаемым уравнениями Ньютона и Пуазейля. Для обычных жидкостей объем жидкости, протекшей через капилляр в единицу времени, прямо пропорционален разности давлений р на концах капилляра. Точно так же для обычных жидкостей наблюдается прямая зависимость между углом поворота внутреннего цилиндра и скоростью вращения наружного цилиндра в ротационном приборе типа вискозиметра Ф. Н. Шведова. Для многих же золей, эмульсий и растворов высокомолекулярных веществ такая зависимость отсутствует, а вычисленная по соответствующему уравнению вязкость имеет переменное значение и является функцией градиента скорости. Иными словами, вязкость многих дисперсных систем не является инвариантной характеристикой системы, а зависит от условии ее определения, например от скорости течения жидкости в вискозиметре, от типа и размеров прибора.

Законам Ньютона и Пуазейля не подчиняются коллоидные системы с удлиненными частицами и частицами, способными деформироваться, а также структурированные коллоидные системы. Причина аномалии вязкого течения коллоидных систем с вытянутыми, палочкообразными частицами заключается в том, что по мере увеличения напряжения сдвига,.обусловливающего течение» такие частицы ориентируются своей длинной осью в направлении потока, в результате чего понижается гидродинамическое сопротивление и этим самым убыстряется движение жидкости. Ориентацию вытянутых частиц в направлении потока легко доказать, измеряя двойное лучепреломление в золе при все возрастающем градиенте скорости. „

У систем с деформирующимися частицами, например у эмульсий, наблюдается, аналогичная зависимость. Капельки дисперсной фазы с возрастанием приложенного напряжения сдвига и увеличением скорости течения удлиняются, превращаясь из шариков в эллипсоиды, что, конечно, облегчает течение и понижает вязкость. То же самое наблюдается и при течении растворов высокомолекулярных соединений с гибкими, свернутыми в клубок макромолекулами. Здесь падение вязкости обусловлено распрямлением молекул и их ориентацией в направлении потока. Конечно, во всех перечисленных случаях речь идет о кажущейся или эффективной вязкости rj*, так как истинная вязкость жидкости от скорости течения зависеть не может.

Законам Ньютона и Пуазейля не подчиняются также структурированные жидкости. В связи с большим практическим значением и некоторыми принципиальными особенностями вязкость структурированных жидкостей целесообразно рассмотреть отдельно.

В заключение отметим, что все жидкости, подчиняющиеся закону Ньютона, называются нормальными; системы же, способные течь, но не подчиняющиеся уравнению Ньютона, принято называть аномальными. При работе с капиллярным вискозиметром можно воспользоваться весьма простым приемом для того, чтобы судить, является ли исследуемая жидкость нормальной или аномальной. Для этого избыточное давление р, под действием которого истекает жидкость, умножают на соответствующее время истечения определенного объема жидкости. Так как уравнение Пуазейля можно представить в виде:

то совершенно очевидно, если произведение рх не зависит от давления, под которым происходило истечение, то жидкость является нормальной, если же зависит, то она аномальна. При работе с ротационным вискозиметром таким же критерием может служить независимость произведения числа оборотов цилиндра в

страница 115
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189

Скачать книгу "Курс коллоидной химии" (4.52Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
блок управления для vr 60-30/28-4d
аренда проектора и экрана химки
http://www.kinash.ru/etrade/detail/4167/70013.html
с чистого листа

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(23.08.2017)