СОӨЖ №11
Коагуляция табалдырығы
Золь бөлшектері таңбасын және әр электролиттің коагуляциялау қабілетін анықтаңыз.
S – золінің көлем бірлігін тұрақтандыруға (стабилизация) қажет зат мөлшері – қорғаушы сан (турбидиметриялық әдіспен анықталады).
– ст. Ерітіндінің концентрациясы, г/л;
– коагуляция болдырмау үшін қажет стабилизатор ерітіндінің көлемі.
Жүйе табиғатына және дисперстік фаза концентрациясына байланысты коагуляция:
бөлшектің шөгуі
структура түзілу
Лиофобты дисперсті жүйелерді кинетикалық агрегаттық тұрақтылығы коагуляция процесінің жылдамдығымен анықталады.
Коагуляция кинетикасы Смолуховский теңдеуімен өрнектеледі:
– уақыт ішіндегі дисперстік фаза бөлшектерінің қосынды саны;
– бөлшектің бастапқы саны;
– жартылай коагуляция уақыты;
– коагуляция жылдамдық константасы;
немесе
– жылдам коагуляция жылдамдығының константасы;
– бөлшектің соқтығысуы кезіндегі кеңістікте ыңғайлы орналасуын ескеретін стерикалық көбейткіш;
– бөлшектің әрекеттесу энергиясы немесе потенциал ...
– Больцман тұрақтысы;
– дисперстік орта тұтқырлығы;
Мысал №1: алтын гидрозоліндегі бөлшектердің жалпы саның электролиті тудыратын коагуляция уақытына тәуелділігі берілген:
, с
|
0
|
125
|
250
|
375
|
425
|
v·105 бөлш/м3
|
20,2
|
8,08
|
5,05
|
3,67
|
3,31
|
Орта тұтқырлығы , .
Смолуховский теңдеуін қолдануға болатындығын көрсетіңіз. Жартылай коагуляция уақыты , есептеңіз. Алынған мәнін тәжірибелік мәнмен салыстырыңыз.
Шығарылуы: Смолуховский теориясы бойынша өзгеру кинематикасы:
Жартылай коагуляция уақыты:
,
Смолуховский теңдеуін:
әр уақыт үшін есептейміз:
, с
|
0
|
125
|
250
|
375
|
425
|
v0/v
|
1
|
205
|
4,0
|
5,5
|
6,1
|
Сызбанұсқа тұрғызамыз, түзудің шығу Смолуховский теңдеуін қолдануға болатындығын көрсетеді:
Сызбанұсқадан:
Демек, алтын гидрозолі коагуляциясы тез өтеді.
Гидрозольдің , , , . Жылдам немесе баяу коагуляция өтеді?
Егер есе артса, коагуляция жылдамдығы қалай өзгереді?
Мысал №4: сулы ерітіндісіндегі сфералық бөлшектердің әрекеттесуінің потенциалдық қисығын есептеп тұрғызыңыз. Потенциал . Гамакер константасы . Параметрлері , . Бөлшектердің әрекеттесу энергиясын ара қашықтық үшін анықтаңыз.
Шығарылуы: ДЛФО теориясы бойынша әлсіз зарядталған беттер үшін және аз ара қашықтықта екі бөлшек әрекеттесу энергиясы келесі теңдеумен есептеледі:
– бөлшектің электростатикалық тебілу энергиясы;
– олардық молекулалық тартылу энергиясы;
– электрлік тұрақты;
– дисперстікоратаның салыстырмалы диэлектрлік тұрақтысы.
Барлық h үшін есептеп, , ~h тұрғызамыз.
Достарыңызбен бөлісу: |