химический каталог




Курс коллоидной химии

Автор С.С.Воюцкий

ии их с отдельными частицами, последние прилипают к ним особенно прочно. Все это приведет к тому, что постепенно весь порошок превратится в агрегаты гранулы. Форма этих агрегатов должна быть близкой к сферической, так как все выступы на поверхности таких гранул сглаживаются при перемешивании или пересыпании системы.

Причинам возникновения прочной связи между частицами при перемешивании или пересыпании порошка можно дать и несколько другое толкование. Для образования контакта и прочной связи частицам необходимо преодолеть некий энергетический барьер, например преодолеть силы адсорбции молекул газов частицами пыли. Очевидно, образование агрегатов в этом случае вызовут только особо удачные столкновения частиц, обладающих кинетической энергией, достаточной для преодоления этого энергетического барьера. При такой точке зрения факторы, обуславливающие удаление адсорбированных молекул, должны способствовать образованию контактов и, следовательно, действию молекулярных сил. Это и наблюдается в действительности: как показали опыты, при обкатывании под вакуумом и при повышенной температуре гранулирование улучшается.

Положительную роль зародышей ? при гранулировании можно объяснить большей массой и меньшей кривизной поверхности зародыша по сравнению с частицей порошка. Вследствие большой массы зародыша происходят более сильные удары, что может способствовать преодолению энергетического барьера и, следовательно, обусловливать слипание. Меньшая кривизна поверхности зародыша также должна благоприятствовать взаимодействию между зародышем и элементарной частицей сажи, т. е. налипанию отдельных частиц на зародыш. Положительное действие зародышей может объясняться также и тем, что зародыш при обкатывании катится между элементарными частицами и вызывает известную их ориентацию, что тоже способствует налипанию их на зародыш.

Основная причина связи между гранулированными частицами (контакт между элементарными частицами в отдельных местах) также хорошо согласуется с наблюдающимся возрастанием плотности и прочности с увеличением длительности обкатывания. Вследствие толчков при перекатывании и легких ударов гранулы о гранулу возникает большее число контактов, в результате чего вея система становится более плотной и прочной.

Рассмотренный выше метод сухого гранулирования порошков с применением только одних механических и притом не интенсивных механических воздействий не следует смешивать с другими методами уплотнения порошков и переведения их в непылящее состояние — брикетированием с применением Связующей среды, получением гранул из порошка, смоченного небольшим количествам жидкости, и т. д.

12*

355

3. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ АЭРОЗОЛЕЙ

Аэрозоли, равно как и другие коллоидные системы, можно получать с помощью методов конденсации и диспергирования.

Методы конденсации. В основе всех конденсационных методов образования аэрозолей лежит конденсация пересыщенных паров. Пересыщение паров может быть достигнуто либо за счет охлаждения системы, либо при образовании пара в результате химической реакции.

Охлаждение, пересыщение и конденсация паров может происходить различными путями, например при адиабатном расширении газа, содержащего пары какой-либо жидкости. Именно так образуются обычные кучевые облака, когда теплые массы влажного воздуха поднимаются в более высокие слои атмосферы. Перистые облака, возникающие на больших высотах, также являются результатом конденсации водяных «паров, однако в этом случае при конденсации в верхних слоях атмосферы вследствие низкой температуры образуются не жидкие капельки, а твердые кристаллики льда. Таким образом, перистые облака следует отнести к системам с твердой дисперсной фазой.

Охлаждение, пересыщение и конденсация паров может также происходить при их соприкосновении с холодной поверхностью или при смешении с холодным воздухом. Так образуются в природе туманы. Чаще всего туман появляется при ясной погоде ночью, при сильном охлаждении поверхности земли в результате теплового излучения. Влажный воздух вторгается в зону с более низкой температурой или соприкасается с охладившейся землей, вследствие чего в нем и образуются капельки тумана.

Химические реакции, при которых возможно образование аэрозолей, могут иметь самый различный характер. Так, в результате окисления при сгорании топлива образуются дымовые газы, содержащие продукты с весьма малым давлением пара. Смешиваясь с более холодным воздухом, эти продукты конденсируются и образуют топочный дым. Дымы получаются также при сгорании фосфора на воздухе (возникают частицы Р2О5), при взаимодействии газообразного аммиака и хлористого водорода (образуются частицы NH4CI), в результата фотохимических реакций, например при освещении влажного хлора (возникает туман хлористоводородной кислоты), и т. д. Окисление металлов на воздухе, происходящее при различных металлургических и химических процессах, очень часто сопровождается образованием дымов, состоящих из частиц окислов металла, например окиси цинка, окиси магния и т. д. Стойкие туманы могут давать в смеси с воздухом такие вещества, как SO3 и НС1. Наконец, дым образуется при соприкосновении с влажным воздухом хлорида алюминия. Последний дымит на воздухе потому, что между А1С13 и водяным паром происходит химическая реакция с образованием высокодисперсных частиц А1(ОН)3.

При получении аэрозолей путем конденсации из пересыщенного пара должна возникнуть новая фаза. Выделение новой фазы при образовании аэрозоля, равно как и при образовании любой другой системы, связано с большими энергетическими препятствиями. Это можно понять, если учесть огромную удельную поверхность, которая соответствует началу возникновения гетерогенной системы, когда ее дисперсность чрезвычайно высока. Поэтому при образовании аэрозолей, как и лиозолей, либо должно быть очень большое пересыщение, либо в системе должны присутствовать или возникать в результате какого-нибудь особого явления зародыши или ядра конденсации, вокруг которых может уже отлагаться вещество дисперсной фазы. Такими зародышами в атмосфере могут служить мельчайшие кристаллики соли, ультрамикроскопические пылинки и другие образования.

Рассмотрим сначала механизм образования новой фазы в отсутствие посторонних зародышей, пользуясь представлениями, развитыми Фольмером. Для простоты возьмем случай, когда образуется дисперсная система с жидкой дисперсной фазой. Если только система не близка к критическому состоянию, возникновение новой (жидкой) фазы без сильного пересыщения невозможно. Причина этого заключается в том, что первоначально образующиеся мельчайшие капельки, необходимые для получения тумана со сравнительно большими частицами, обладают очень малым радиусом кривизны, вследствие чего давление пара у поверхности таких капелек весьма велико и они легко испаряются. Это становится более понятным из следующих рассуждений.

Как известно, давление пара рт на поверхности капелек с радиусом г может быть выражено с помощью уравнения В. Томсона

(XI, 13)

где ра — давление пара над плоской поверхностью жидкости; У№0п —

страница 127
< 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
магнитные наклейки на автомобиль купить в спб
стойка для телевизора купить
мусорные урны с пепельницей москва
купить трафарет о запрете курения

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
(29.03.2017)