Диффузионно-седиментационное равновесие. Вывод гипсометрического закона.

i_д>i_с 10^-10м; i_д≈i_с 10^-7-10^-9м-ультрадисперсные частицы; i_д<i_с 10^-6 и более м.

Вывод: i_д=i_с ; i_д=-Д(dC/dX); i_c=UC; mg=BU=>U=mg/B; -Д(dC/dX)=(mg/B)*C;

-Д(dC/dX)=(mgД/КТ)*C; КТ(dC/C)=mgdX- проинтегрируем С₀ до С_n и h₀ до h_n; КТln(C₀/Cn)=mgh=> Ch=C₀e^-(mgh/KT)-для концентраций; КТln(P₀/P_h)=mgh- для давлений.

60. Седиментация в гравитационном поле. Вывод уравнения для определения радиуса частиц дисперсной фазы по скорости седиментации. Условия соблюдения закона Стокса. Седиментационное уравнение незаряженной частицы.

Закономерности седиментации в гравитационном поле: на каждую частицу действует сила тяжести(гравитационная сила) и подъемная сила Архимеда.Fд=mg=Vρg; Fа= Vρ₀g;

Fсед=Fд-Fa=m_отнg=V(ρ-ρ₀)g; Fтр=BU=6πηrU; Fсед=Fтр; V(ρ-ρ₀)g= 6πηrU; 4/3πr³(ρ-ρ₀)g= 6πηrU;

U= 2r²(ρ-ρ₀)g/9η; r=√(9ηU/2 (ρ-ρ₀)g); Sсед-const седиментации Sсед=U/g=m_отн/В=2r²(ρ-ρ₀)/9η

  F(r)  интегральная кривая- показывает F(r)                           дифференциальная кривая-

                  весовое содержание частиц                        1     показывает плотность распред по 

  Q           данного или большего радиуса.                           массе частиц различного радиуса

                                                                                      2                 1-монодисперсная система

                                                                                                                2-полидисперсная система   

                                                                                                                    F(r)=dФ(r)

           r₂ r ₁                    r                                       r_min                r_max

Условия соблюдения закона Стокса: 1)скорость оседания должна быть постоянна(0,1-100мкм) 2)частица должна иметь сферическую форму 3)частицы должны быть твердыми 4)частицы обязательно должны смачиваться жидкостью в которой мы проводим анализ 5)на оседание отдельной частицы не должны влиять соседние частицы(проводят седиментацию в разбавленных растворах) 6)оседание должно проходить в ламинарном режиме (0,1-100мкм).

Седиментационное уравнение незаряженной частицы: ρ- плотность жидкости, m₀-масса жидкости в объеме частицы, - удельный объем частицы. Fсед=mg-m₀=m(1- ρ)g; m(1- ρ)g=BU

Интегральные и дифференциальные кривые распределения частиц полидисперсных систем по размерам.

  F(r)  интегральная кривая- показывает F(r)                       дифференциальная кривая-

                  весовое содержание частиц                        1     показывает плотность распред по 

  Q           данного или большего радиуса.                           массе частиц различного радиуса

                                                                                      2                 1-монодисперсная система

                                                                                                                2-полидисперсная система   

                                                                                                                    F(r)=dФ(r)

           r₂ r ₁                    r                                       r_min                r_max

Седиментация в центробежном поле. Определение массы частиц методом скоростного ультрацентрифугирования.

В ультрацентрифугах применяют мощное силовое поле. Ускорение 10⁵g, а число оборотов до 75000 оборотов в минуту. U→dx/dt- под действием ω²x(угловая скорость вращения; зависит от оборотов) центробежного ускорения для осаждения частиц. B(dx/dt)= m(1- ρ) ω²x=>Д=КТ/В=>

В=КТ/Д=>КТ/Д(dx/dt)- m(1- ρ) ω²x; КТ/Д= m(1- ρ) ω²x(dx/dt) Sсед= ω²x(dx/dt); S-Сведберг 1св=10^-13с; m=KTS/Д (1- ρ)- метод является относительным, тк надо определить Д независимым методом.