с

откуда

AtS с2 -C1

На практике, однако, используют методы измерения коэффициен-

те. V-L Изменение распределения та ДИффуЗИИ, ОСНОВанные на ИЗуче-концентрации в процессе диффузии нии нестационарной диффузии, когда

стоянен во времени. Принцип таких методов состоит в изучении распределения концентрации c(x,t) по длине диффузионной ячейки и его изменения в процессе диффузии. Для этого приводят в соприкосновение по плоскости х=0 (рис. V-I) раствор известной концентрации со с чистой дисперсионной средой (с = 0) и наблюдают за постепенным диффузионным размыванием первоначального резкого скачка концентрации.

Закономерности нестационарной диффузии описываются дифференциальным уравнением в частных производных вида

Уравнение (V.8) иногда называют вторым законом Фика. Его интегрирование показывает, что концентрация раствора является функцией величины х/л/lDt, так что сечение раствора с некоторой постоянной концентрацией с* перемещается по закону:

где константа к является функцией концентрации с*.

Исследование изменения во времени концентрационного профиля c(x,t) частиц дисперсной фазы в диффузионной ячейке может основываться на различных методах: колориметрическом (для окрашенных веществ), нефелометрическом, методе использования радиоактивных индикаторов и т. п. (см. V.6.3).

Зависимость с = c(x,t) позволяет определить коэффициент диффузии D и затем по формуле Эйнштейна (V.6) рассчитать размер диффундирующих частиц. Так, диффузионный метод был применен Герцогом для определения эффективного размера молекулы тростникового сахара в водном растворе. Экспериментальное значение коэффициента диффузии составило D = 0,384 см2/сут. Применяя уравнение (V.6) и полагая, что молекулы имеют сферическую форму и плотность, равную плотности сахара в кристаллическом состоянии

градиент концентрации dc/dx непо-

dx2 '

(V.8)

x(c*,t) = ку[Ш,

(V.9)

Copyright © 2007-2012 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию