химический каталог




Курс коллоидной химии

Автор С.С.Воюцкий

г2

" = -g^-(p-po)g (111,40)

Согласно уравнению (III, 40) скорость седиментации частицы прямо пропорциональна квадрату радиуса (или диаметра) частицы, обратно пропорциональна вязкости среды и зависит от разности р — р0 так, что при р > ро происходит оседание, а при Р < ро (например, суспензия парафина в воде) всплывание частиц— обратная седиментация,

Из уравнения (Ш, 39) легко также найти радиус частицы, зная скорость ее оседания и значение величин r|, р и ро:

Уравнение (III, 39) справедливо для водных суспензий, имеющих частицы размером от 0,1 до 100 мкм, так как для этих частиц время нарастания скорости оседания до постоянного значения настолько мало, что не оказывает влияния на результаты седимен-тационного анализа. Например, время достижения постоянной скорости оседания частиц кварца радиусом 50 мкм в воде составляет 3,4-Ю-3с, а для частиц радиусом 1 мкм оно равно всего 1,7-Ю-6 с.

К частицам радиусом больше 100 мкм, в обычных условиях оседающим ускоренно, и к частицам радиусом меньше 0,1 мкм, содержащимся в кинетически устойчивых системах, уравнение (111,39) неприложимо. Поэтому обычный седиментационный анализ в этом случае непригоден.

Рассмотрим теперь седиментацию дисперсных систем, состоящих из множества частиц. При этом примем, что частицы в таких суспензиях оседают совершенно независимо друг от друга.

В монодисперсной системе, поскольку скорость оседания одинаковых по размеру частиц одинакова, отстаивание будет происходить равномерно (высота слоя осветленной жидкости пропорциональна времени оседания т). При этом граница раздела отстоявшейся концентрированной суспензии и прозрачной среды будет смещаться на некоторое расстояние. Тогда скорость оседания и выразится уравнением:

и = Я/т - (Ш,42)

а радиус частиц уравнением:

г=.кл/н]х (Ш,43)

где

9ti

2(р-Ро)?

По уравнению (III, 43) легко вычислить радиус частиц суспензии по результатам наблюдения за ее оседанием визуально. Скорость седиментации монодисперсной суспензии можно определить, наблюдая за оседанием какой-нибудь одной из ее частиц в микроскоп.

^ При отстаивании полидисперсной суспензии в ртличие от монодисперсной граница оседающего слоя оказывается размытой, так как частицы, имеющие различные радиусы, проходят за одно и то же время различные пути. Поэтому седиментационный анализ полидисперсной системы сводится к определению скорости накопления осадка.

Способы установления зависимости между массой выпавшего осадка т и временем оседания т, графически изображаемые так

называемой кривой седиментации, из которой получают необходимые данные для характеристики полидисперсности исследуемой системы, подробно рассматриваются в практикумах по коллоидной химии. Отметим лишь, что при вычислении размера частиц,

исходя из кривой седиментации, характеризующей содержание в полидисперсных системах частиц различного размера, помимо классического графического метода расчета, предложенного Све-ном Оденом, применяются аналитические методы построения кривых седиментации, разработанные Н. Я. Авдеевым и Н. Н. Цюрупой.

Рис. III, 6. Типичные кривые распределения:

/ — система, наиболее приближающаяся к моиодисперсной; 2— наиболее полидисперсная система; S, 4—системы, содержащие соответственно преимущественно мелкие частицы (максимум сдвинут влево) и крупные частицы (максимум сдвинут вправо).

По результатам, полученным при обработке кривой седиментации, обычно строят кривую распределения, наглядно показывающую весовое содержание Q в суспензии различных фракций. Дли этого строят диаграмму, на оси абсписс которой откладывают значения радиусов частиц г, на оси ординат — значения Q/Дг для каждой фракции. Пример такой диаграммы приведен на рис. III, 5. Тогда С?/(Дг-Дг) = Q и весовое содержание каждой фракции выразится площадью соответствующего прямоугольника. Построив такие прямоугольники для всех фракций и соединив плавной линией средние точки их верхних сторон, получают кривую распределения Фракция, отвечающая максимуму кривой распределения, называется преимущественной фракцией полидисперсной суспензии^ так как очевидно, что частиц, составляющих эту фракцию, в системе больше всего (на рис. Ш,5 эта фракция IV с частицами, радиус которых лежит в пределах от г4 до п).

Кривые распределения являются важной характеристикой дисперсных систем Чем уже интервал радиусов кривой распределения и чем выше ее максимум, тем суспензия ближе к монодисперсной Наоборот, чем кривая более растянута и чем ниже максимум, тем суспензия более полидисперсна. На рис. 111,6 Аяя примера приведены кривые распределения четырех различных типов.

Остановимся теперь кратко на экспериментальных приемах, используемых при седиментационном анализе полидисперсных систем.

Весовая модификация седиментационного анализа заключается в определении скорости накопления осадка на чашке весов. Для этой цели были предложены седиментационные весы самых разнообразных конструкций. Наиболее распространенными седимен-тационными весами является прибор Н. А. Фигуровского, предложенный им в 1936 г. Этот прибор (рис. III, 7) представляет собою

закрепленный в горизонтальном положении в держателе штатива J гибкий стеклянный или кварцевый шпиц 2, на конец которого подвешивают на стеклянной нити тонкостенную стеклянную чашечку" 3. Расстояние между уровнем жидкости и подвешенной чашечкой обозначено через И. При погружении чашечки в цилиндр с испытуемой суспензией на чашечке постепенно накапливается осадок и шпиц проги^ бается. За прогибом шпица

Рис. III, 7. Седиментометр Фигурой- следят при ПОМОЩИ ОТСЧетного

ского: микроскопа. Отмечая во време/—держатель штатива; 2—шпиц; 3 —чашечка. НИ перемещения КОНЦЭ ШПИЦа

по микрошкале, строят график изменения величины прогиба шпица во времени. Так как при прогибе шпица имеет место подчинение закону Гука, то полученный график выражает зависимость массы осадка т от времени т, т. е. т — \(х). Вместо того, чтобы подвешивать чашечку к концу гибкого шпица, ее можно укрепить "к коромыслу торзиониых весов. При этом за накоплением осадка следят по перемещению стрелки на циферблате весов.

Другой метод наблюдения за ходом седиментации полидисперсных систем , предложен Вигнером в 1918 г. Этот метод основан на измерении гидростатиче-/ ского давления столба суспензии при выделении из нее дисперсной фазы в результате седиментации. Седиментация по этому методу проводится в специальном приборе — седиментометре Вигнера (рис. 111,8). При закрытом кране, соединяющем оба колена прибора, в широкую трубку 1 заливают суспензию, а в узкую трубку 2 вводят дисперсионную среду, затем кран открывают. Вначале уровень жидкости в трубке 2 выше, чем в трубке 1, так как средняя плотность суспензии обычно больше, чем плотность среды. Однако по мере выпадения дисперсной фазы суспензии и накопления осадка на дне трубки /, плотность суспензии будет постепенно приближаться к плотности среды и разность уровней жидкости h в обоих коленах будет уменьшаться. Зависимость h от времени седиментации можно использовать для построения

страница 25
< 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
ремонт морозильных камер либхер
лайтбокс купить в москве а3
pdr ремонт
стулья с пюпитрами купить

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
(22.09.2017)