собности коллоидных систем к диффузии. В зависимости от размера частиц будет преобладать седиментация (для крупных частиц), диффузия (для мелких) или будет устанавливаться равновесие между этими процессами. Рассмотрим последовательно эти случаи.

Седиментация. При оседании сферической частицы дисперсной фазы радиусом г в дисперсионной среде с вязкостью г\ и плотностью ро на частицу действует сила, равная ее весу P с учетом архимедовой поправки:

Д = Р=4/зяЛр-ро)^=^, (V.1)

где р — плотность вещества дисперсной фазы; g — ускорение силы тяжести; те — эффективная (с учетом архимедовой поправки) масса частицы.

По закону Стокса [см. уравнение (IV.4)] скорость оседания частицы равна:

meg _2r2(p-Po)g (V.2)

v = -

B 9л

Седиментационный поток частиц дисперсной фазыу5, т. е. число частиц, проходящих за 1 с через единицу площади, нормальной к направлению седиментации (размерность м~2 • с-1), равен:

, -те^ (V.3)

Л" в 9

если плотность частиц больше плотности дисперсионной среды, то седиментация направлена вниз, в обратном случае — вверх.

На изучении закономерностей оседания частиц дисперсной фазы основан седиментационный анализ, который позволяет получить функцию распределения частиц по размерам (см. V.5.1).

Диффузия в коллоидных системах. Рассмотрим одномерную диффузию вдоль вертикальной оси z (вертикальную ось выбираем для дальнейшего сопоставления седиментационного и диффузионного потоков). Следуя Нернсту, можно рассматривать в качестве силы, действующей на частицу дисперсной фазы, отрицательный градиент химического потенциала, отнесенный к одной частице:

F 'dz= 1 NA dz

Тогда выражение для диффузионного потока частиц дисперсной фазы jd имеет вид:

Copyright © 2007-2012 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию