химический каталог




Курс коллоидной химии

Автор С.С.Воюцкий

лнено Милли-кеном.

Рассмотренная картина значительно усложняется, когда частицы способны избирательно адсорбировать ионы какого-нибудь определенного вида, иными словами, когда проявляется действие адсорбционного потенциала. Кроме того, на межфазной границе обычно существует скачок потенциала. А. Н. Фрумкин показал, что на межфазной границе аэрозолей воды или снега благодаря большому дипольному моменту молекул НгО и их ориентации существует положительный электрический потенциал порядка 250 мВ. Скачок потенциала на межфазной границе может возникать и вследствие так называемой баллоэлектризации — электризации частиц аэрозоля при получении его методом диспергирования.

В результате способности дисперсной фазы к специфической адсорбции иоиов и наличия скачка потенциала у межфазной границы частицы аэрозоля неодинаково адсорбируют различные ионы и средний их заряд отличен от нуля.

Заряд частиц обусловливает явления, происходящие в больших объемах аэрозоля, например в облаках. Опытным путем установлено, что заряд капелек воды в облаках в общем близок к величине, соответствующей потенциалу порядка 250 мВ. В больших объемах атмосферного аэрозоля происходит разделение частиц по размеру, а следовательно, и по электрическому заряду, вследствие того, что частицы различных радиусов седиментируют с разной скоростью, В результате этого электронейтральность облака нарушается и в ием возникают мощные электрические поля. При этом нижняя часть облака приобретает обычно отрицательный заряд, а верхняя часть остается положительно заряженной. Расчеты показывают, что в таких условиях напряженность поля И в облаке составляет, в среднем 100 В/см. Однако при значительной полидисперсностн капелек облака, а также при конвекционных токах, обусловленных ветром, в облаке могут возникать и гораздо большие напряжения, служащие причиной грозовых явлений.

Заряд частиц аэрозолей обычно определяют с помощью приемов, аналогичных методам, используемым для изучения броуновского движения в этих системах. С большой точностью измеряют скорость свободной седиментации частицы аэрозоля. После этого определяют скорость падения или поднятия частицы в наложенном на нее электрическом поле и вычисляют заряд частицы Q, пользуясь уравнением:

и = ис± u3 = ~~-(mg ± QH) (XI, 11>

где «с — скорость свободной седиментации частицы; иэ—скорость движения ча- v стицы в электрическом поле; т —масса частицы; g — ускорение свободного падения; U — напряженность электрического поля.

Ионизируя дисперсионную среду аэрозоля, можно изменять заряд частиц на величину AQ. Весьма существенно, что изменение Д<2 всегда оказывается кратным величине элементарного заряда е = 4,8-10"10 эл.-ст. ед. Заряд частицы можно-найти, не зная коэффициента В, применив поле с напряжением Но, при котором подъемная сила полиостью компенсирует вес частицы. В этом случае, очевидно^ ис = «э- Заменив «с иа mg/B и и* на QHQjB, получим уравнение:

mg=QHb (XI, 12>

из которого легко иайти Q.

Агрегативная устойчивость. Электрический заряд частиц аэрозолей, возникающий обычно в результате адсорбции ионов, как правило, весьма невелик, а иногда практически равен нулю. Встает вопрое, могут ли возникать на поверхности частиц аэрозоля молекулярные адсорбционные слои и способны ли такие слои обусловливать агрегативную устойчивость аэрозолей.

В ранних работах имеются указания, что при достаточно больших давлениях на поверхности ч'астиц аэрозоля возникает полимолекулярный диффузный слой газа, удерживаемый адсорбционными силами. Наличием газовой оболочки, в частности, объясняли неслеживаемость порошков при хранении, способность порошков ? течь подобно жидкостям и несмачивание твердых частиц аэрозолей жидкостью (известно, что дым может проходить через воду, причем частицы дисперсной фазы не остаются в воде). В некоторых работах приводились даже данные, характеризующие количество воздуха, адсорбированного аэрозолем, причем объем адсорбированного газа обычно во много раз превышал объем адсорбировав-Шей его дисперсной фазы. Однако в последние десятилетия появились работы, в которых опровергается возможность адсорбции аэрозолями больших количеств газа, и поэтому считают, что образование вокруг их частиц диффузных газовых оболочек невозможно.

Вне всякого сомнения, что поверхность твердых частиц аэрозолей может быть покрыта пленкой жидкости. Например, у обычного дыма такая пленка может состоять из жидких продуктов перегонки топлива и из сконденсированной влаги. Однако стабилизующее действие жидкостных адсорбционных оболочек, на которое указывалось в некоторых работах, более чем сомнительно. Поскольку частицы аэрозоля окружены газом, а не жидкостью, расклинивающее давление не может проявиться. Кроме того, поверхностное натяжение на границе раздела жидкость — газ остается всегда достаточно большим для того, чтобы обеспечить понижение свободной энергии системы при слипании частиц.

Рассматривая влияние влажности на коагуляцию дымов, необходимо упомянуть о наблюдениях Далавала и Орра. ЭтИ~~исследо-ватели нашли, что скорость седиментации аэрозолей MgO и, особенно, NH4CI, значительно повышается во влажной атмосфере. Микроскопическое исследование показало, что агрегаты частиц становятся при этом более компактными. По всей вероятности это вызвано стягиванием агрегатов конденсированной водной пленкойг

Таким образом, аэрозоли, обладая при высокой, дисперсности достаточной седиментационной устойчивостью, обычно являются весьма агрегативно неустойчивыми^сисхемами и в них всегда идет процесс крдгулядии. Этим объясняется сравнительно—небольшой" срок жизни любого аэрозоля. Существенно, что максимальную неустойчивость проявляют аэрозоли с наиболее крупными и наиболее мелкими частицами. Первые системы неустойчивы из-за большой скорости оседания их частиц, вторые не могут долго существовать вследствие интенсивного броуновского движения, приводящего к столкновению частиц и образованию агрегатов.

Коагуляция аэрозолей, являющаяся, как правило, процессом

быстрой коагуляции, обычно протекает значительно быстрее, чем

коагуляция лиозолей, из-за болеег интенсивного броуновского движeния^дJЖ.t^шax№CJCaJfl^ средой?Расчеты пока-*

зывают, что скорость коагуляцЖ*^фё^в*ычайно сильно B03pajcjraeT с увел имением,часленнод колценхршши ^эг^тчд. Ниже приведены данные, характеризующие скорость коагуляции аэрозолей в зависимости от концентрации:

Начальная численная

концентрация в 1 см3 Ю12 Ю10 Ю9 108

Время, требующееся для уменьшения численной концентрации

на два порядка . . . Доля 35—30 с 30 мин Нескольсекунды ко суток

Из этих данных следует, что независимо от начальной концентрации аэрозоля через несколько минут после его получения численная: концентрация в 1 см3 не может быть выше 108— 106. Это примерно' в 108 раз меньше численной концентрации лиозолей (например, обычный золь золота содержит около 1015 частиц в 1 см3). Таким

•образом, как в природе, так и в производственных условиях мы почти всегда имеем дело с весьма сильно разбавленными аэрозолями.

страница 123
< 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
отзывы термостат сименс rdf 302 москва
кпвс-4к-60-нз-400-к-ble230-0-0
кровать с боковым подъемным механизмом 90х200
купить линзы черные 100 рублей

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
(13.12.2017)