Бағдарламасы студенттері үшін шымкент, 2023 2
Коллоидты бөлшектердің седиментациясы
жүктеу/скачать 4,58 Mb. Pdf көрінісі
|
1o8jpdncqJpB9LArsctL2Ms8POaKSemXzuEP9c14
| Коллоидты бөлшектердің седиментациясы
Ауырлық күшінің әсерінен коллоидты бөлшектердің ерітінді бетіне шөгуін седиментация деп атайды. Ерітінді бойындағы бөлшектің қозғалысына сұйықтың қарсы әсер етуші күші бөлшек радиусымен орта тұтқырлығына қарайлас екндігі белгілі, яғни : (7) мұндағы : - бөлшектердің қозғалыс жылдамдығы. Ал, коллоидты бөлшектердің ауырлық күші - өз салмағынан шөгуі де сол бөлшектердің радиусымен еріткіш тығыздығына тәуелді болатындығына мына теңдеумен сипатталады: (8) мұндағы : d – коллоидты бөлшектер тығыздығы; p – орта тығыздығы:g – еркін түсу үдеуі. Коллоидты ерітінді бойында тепе – теңдік сақталуы үшін F болуы шарт, яғни : Бұл теңдіктен бөлшектердің қозғалыс жылдамдығын анықталық : Теңдіктен мынандай тұжырымдар туындайды : . 6 r F g d r ) ( 3 4 3 . ) ( 3 4 6 3 g d r r . 9 ) ( 2 2 g d r 108 1. (d - p) < 0. Онда < 0. Бұл ерітінді бойындағы бөлшектер оның бетіне жиналуға ұмтылады. 2. (d - p) > 0, > 0. Бұл ерітінді бойында коллоидты бөлшектер шөгуге ұмтылады. Келтірілген теңдіктер Стокс заңдылығының мазмұнын ашады. Коллоидты бөлшектердің жүзінділердің тұнбаға шөгу жылдамдығын талдай отырып, олардың радиусын анықтау седиментациялық анализ немесе седиментациялық талдау деп аталады. Жоғарыда келтірілген теңдіктен r шамасын анықтайды: Мұндағы мүшелігінде шамалар мәні қарастырылып отырған жағдай үшін тұрақты болғандықтан, оны К деп белгілеп теңдікті төмендегіше жазуға болады. Коллоидты бөлшектер жүзінділерінің седиментацияға бейімділігін бөлшектердің қозғалыс жылдамдығының еркін түсу үдеуіне қатынасымен сипаттайды да S сед таңбасымен белгілеп, седиментациялау константасы деп атайды. (9) Седиментациялау константасының бірлігіне сведберг немесе секунда қабылданады. Бір сведберг (сб) 10 -13 с тең. Седиментация константасының кері шамасы дисперсті жүйенің кинетикалық тұрақтылығын анықтайды: Кинетикалық тұрақтылыққа ие дисперсті жүйелердегі коллоидты бөлшектердің шөгуін центрден тепкіш күш әсерін пайдаланып “центрифуга” деген құралдарда тұнбаға көшіруге болады. мұндай әдісті алғаш рет жүзеге асырған ғалымдар А.В. Думанский және Т. Сведберг . Центрифуганың арнаулы ұяшықтарына пробиркадағы коллоидты ерітінділер орналастырыдады. Бұл ыдыс беті жабылып, сыртықы энергия көзінен қатты айналдырылады.еркін түсу үдеуі g центрден тепкіш күш үдеу - ω 2 h – шамасымен алмастырылады. Мұндағы ω – бұрыштық айналу жылдамдығы. h – ротордан бөлшектерге дейінгі аралық (2 - сурет). h 1 h 1 ` h 1 `` O h 2 . ) ( 2 * 9 g d r g d ) ( 2 * 9 K r . g S сед . S 1 сед g 109 2- сурет. Центрден тепкіш күш қондырғысын пайдаланып есептеулер жүргізуге арналған сызба нұсқа Коллоидты бөлшектердің центрден тепкіш күш әсерінен тұнбаға шөгу жылдамдығы мына теңдікпен өрнектеледі: (9) шар тәріздес бөлшектер массасын олардың радиусы арқылы сипаттасақ 9 теңдік мына түрге енеді: (10) Айнымалыларды айырып, дифференциалдық теңдеуді шешсек нақты t – уақыт бөлігі үшін коллоидты бөлшектердің h 1 – деңгейінен h 2 – деңгейіне шөккені үшін 10 шешімі төмендегідей болады: Бұл формуладан коллоидты бөлшек радиусын оңай табуға болады, Тальбо – Сведберг теңдеуі деп аталады. (11) жүктеу/скачать 4,58 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|