где В — коэффициент вязкого сопротивления. Следовательно,

m(*/j^4/37ir3(p-p0)^f РЛ (V.19)

At(o2 В в{ р J

где Д, и Л — расстояния частицы от оси вращения в начале осаждения и через время Л/ соответственно; т — масса частицы. Величину S называют константой седиментации. Если AR = R — « Rq, то выражение (V.19) может быть приближенно записано в виде:

5да_А* (V.20)

R0AtO2

Для сферических частиц коэффициент В равен 6пг\г и соответственно константа седиментации связана с радиусом частиц г соотношением

5 2г2(р-р0)^ AR (V.21)

9л R0At со2 '

Независимые определения размеров сферических частиц диффузионными методами (г ™ D'1) и методами седиментации (г ~ S1/2) обычно дают хорошо согласующиеся результаты.

Для несферических частиц коэффициент вязкого сопротивления В зависит не только от их размера, но и от формы. Поэтому применение какого-либо одного (седи-ментационного или диффузионного) метода дает лишь условный радиус частиц, равный радиусу сферической частицы с тем же значением коэффициента диффузии или константы седиментации. Подобные эквивалентные радиусы могут различаться в зависимости от используемого экспериментального метода. Для определения истинного размера или чаще массы т несферических частиц, а также для получения сведений об их форме необходимо сочетание двух принципиально различных, обычно диффузионных и седиментационных методов, т. е. независимое определение констант седиментации и коэффициентов трения частиц. Произведение этих величин не зависит от формы частиц и пропорционально их массе:

SB - ™x 1 - — 1 • (V.22)

значение коэффициента вязкого сопротивления В при известной массе частиц характеризует их форму. Подобные исследования получили интенсивное развитие в связи с анализом строения макромолекул в растворах.

При проведении седиментационного анализа с применением центрифуг в случае сравнительно грубодисперсных систем иногда используют весовые методы (центробежные весы). Для высокодисперсных систем и растворов высокомолекулярных веществ применяют ультрацентрифуги со значениями со2Л ротора, доходящими до 10б& с оптической системой регистрации оседания частиц, позволяющей судить о распределении концентрации с = c(R, At). При этом часто используют методику наслаивания, когда дисперсная система или раствор полимера наслаивается на чистую дисперсионную среду, в которую затем происходит движение частиц. Если скорости седиментации и диффузии в этих условиях соизмеримы, то даже для монодисперсной системы наблюдается размывание фронта оседания (рис. V-18).

Можно считать, что процессы седиментации и ди4>фузии частиц дисперсной 4>азы независимы и их скорости суммируются. Это означает, что кривые рис. V-18 могут быть получены из кривых рис. V-I при сдвиге начала координат х = О, которому отвечает значение концентрации раствора с = cjl. Начало координат перемещается со

Copyright © 2007-2012 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию