химический каталог




Курс коллоидной химии

Автор С.С.Воюцкий

также следует, что из аэрозоля быстро исчезают как очень мелкие, так и очень крупные частицы, первые вследствие прилипания к стенкам, вторые — в результате оседания на дно. Наоборот, частицы промежуточных размеров дольше пребывают в аэрозоле Частицы, для которых тд = тс, очевидно, обладают максимальной устойчивостью. Приравнивая уравнения (XI, 7) и (XI, 8), легко найти формулу, по которой можно вычислить массу частиц, дольше всего остающихся в аэрозоле:

т0 = UT/(gR) (XI, 9)

Все сказанное о разрушении аэрозоля, находящегося в ограниченном объеме, • относится к разрушению систем с газовой дисперсионной средой при прохождении нх через пористые фильтрующие материалы. Развитые выше соображения,

вероятно, объясняют также и то обстоятельство, что у людей, больных силикозом, в легких находят главным образом частицы кварца размером, отвечающим массе то. Можно предполагать, что кристаллы больших и меньших размеров остаются почти целиком в дыхательных путях человека и не доходят до легких.

Рассмотрим кратко явления термофореза, фотофореза и термопреципитации, связанные с кинетическими свойствами и характерные для коллоидных систем^ с газовой средой.

Явление термофореза заключается в движении частиц аэрозоля в направлении снижения температуры. При соблюдении условия Я/г^> 1, т. е когда частицы малы, термофорез возникает вследствие того, что на более нагретую сторону частицы молекулы газа налетают с большей скоростью, чем на менее нагретую, и, следовательно, сообщают частице импульс в направлении понижения температуры. Если Х/г 1, причина возникновения термофореза несколько более сложная. Однако можно показать, что и при Х/r <С 1 движение частицы в поле температурного градиента должно также происходить в сторону понижения температуры.

Строгая количественная теория термофореза для малых и больших частиц разработана Б. В. Дерягиным, С. П. Бакаевым и Ю. И. Яламовым.

Фотофоре з, заключающийся в передвижении частиц аэрозоля при одностороннем их освещении, является частным случаем термофореза. Объяснение фотофореза более сложно, чем термофореза, поскольку распределение температуры внутри освещенной частицы зависит от ее размера, формы, прозрачности и коэффициента преломления и, следовательно, может быть весьма различным. Для непрозрачных частиц обычно наблюдается положительный фотофорез, т. е. движение частиц в направлении светового луча. Для прозрачных частиц может наблюдаться и отрицательный фотофорез в связи с тем, что задняя сторона частицы может быть нагрета преломившимися в частице лучами сильнее, чем передняя, обращенная к источнику света. Известны случаи, когда малые частицы некоторых веществ обнаруживают отрицательный фотофорез, а большие— положительный. Такое явление можно объяснить тем, что по мере увеличения размера частицы свет, прошедший через частицу, ослабляется в большей степени, а значит, задняя сторона частицы нагревается меньше.

Термофорез и фотофорез имеют большое значение в движении атмосферных аэрозолей, например при образовании облаков. Термофорез .водяных капелек, взвешенных в воздухе, возникает при соприкосновении холодных и теплых воздушных масс, а фотофорез происходит вследствие освещения облаков солнечными лучами. Следует вообще заметить, что кинетическая устойчивость атмосферных аэрозолей весьма своеобразна. Благодаря небольшому размеру капелек и малой скорости оседания (0,05—0,7 см/с) они как бы взвешены в атмосфере, и поднимающихся от земли сравнительно слабых токов теплого воздуха достаточно для того, чтобы облака продолжали свой путь над землей, двигаясь при этом как одно целое. И только, когда в результате коалесцеиции или конденсации капельки облаков или туманов становятся больше критического размера, они выпадают в виде дождя

Под термопреципитацией подразумевают осаждение частиц аэрозоля иа холодных поверхностях, поскольку при соприкосновении с такими поверхностями частицы теряют кинетическую энергию. Именно термопреципитацией объясняется осаждение пыли иа стенах и потолке возле печей, радиаторов, ламп, а также в трубах.

Электрические свойства. Как уже указывалось, вокруг частиц в системах с газовой дисперсионной средой не могут возникать двойные электрические слои. Тем не менее частицы аэрозолей в определенных условиях могут быть заряженными, хотя заряд их обычно невелик. Электрический заряд на частицах в аэрозолях возникает либо в результате образования и последующего нарушения контакта частиц друг с другом или с какой-нибудь поверх?костью, либо, чаще всего, вследствие адсорбции на поверхности частиц ионов газов.

В отличие от коллоидных растворов, где величина заряда частицы обычно обуславливается избирательной адсорбцией ионов электролита и отвечает равновесию между частицей и окружающей средой,- у аэрозолей заряд частицы в известной мере случаен и целиком зависит от причин, его вызывающих. По тем же причинам у аэрозолей не существует строгой зависимости между дисперсностью и величиной заряда. Однако в общем все же можно полагать, что заряд частицы аэрозоля тем больше, чем больше ее размеры. Из практики также установлено, что частицы аэрозолей металлов и их окислов обычно несут отрицательный заряд, например Fe203, MgO, Zn, ZnO, и, наоборот, частицы аэрозолей неметаллов и их окислов заряжены, как правило, положительно (Si02> Р2О5). Положительно заряжены также частицы NaCl, угля, крахмала; частицы муки несут отрицательный заряд. Рассмотрим подробнее причины возникновения электрических зарядов на частицах аэрозоля.

Допустим, что частица аэрозоля вначале не имеет заряда и адсорбция на ней ионов, всегда присутствующих в газовой фазе в результате ионизация газов под действием космических или ультрафиолетовых лучей, неспецифична. Такая частица, сталкиваясь с ионом, адсорбирует его и приобретает заряд. Так как концентрация ионов в газе невелика, то эти столкновения редки — интервал времени от одной встречи до другой может измеряться минутами. При новом столкновешш адсорбировавшей частицы с ионом заряд .частицы может увеличиться илн уменьшиться в зависимости от знака заряда и валентности иоиа, с которым она столкнулась. В результате подобных встреч частица может даже изменить знак заряда или стать нейтральной. Конечно, одновременно происходит и десорбция ионов, захваченных частицей. Таким образом, частица время от времени меняет заряд, но колебания заряда в общем должны происходить около среднего нейтрального состояния. Нетрудно видеть, что колебания заряда частиц аэрозоля имеют характер флуктуации и являются отражением молекуляр-но-кинетического движения ионов и частиц. При таких условиях вероятность W приобретения частицей какого-либо заряда определяется выражением:

№~ехр( - AjkT) (XI, 10)

где А — работа, необходимая для осуществления флуктуации.

Расчеты, подтвержденные опытом, показывают, что заряд частиц аэрозоля -обычно очень мал и редко превышает элементарный электрический заряд более чем в Ш раз. Это позволило установить дискретный характер заряда ионов и измерить абсолютную величину заряда электрона, что и было выпо

страница 122
< 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
плитка canyon
курсы управления
вип авто с водителем москва
ручка для гироскутера своими руками

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
(09.12.2016)