ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Общая характеристика аэрозолей из "Курс коллоидной химии" Коллоидные системы с газовой дисперсионной средой обычно называют аэрозолями, хотя большей частью их дисперсность ниже коллоидной, и поэтому правильнее называть их аэродисперсными системами. [c.340] Отличие аэрозолей от лиозолей обусловлено прежде всего разреженностью и меньшей вязкостью дисперсионной газовой среды. Поэтому броуновское движение в аэрозолях происходит гораздо более интенсивно, а седиментация частиц идет значительно быстрее, чем в лиозолях. Другое существенное отличие аэрозолей от лиозолей заключается б том, что в газовой среде не может происходить электролитическая диссоциация и, следовательно, невозможно образование двойного электрического слоя из ионов вокруг частиц. В связи с этими особенностями учение об аэрозолях развивалось в значительной мере самостоятельно, своими собственными путями. [c.340] Классификация аэрозолей. Аэрозоли классифицируют по агрегатному состоянию дисперсной фазы, по дисперсности и по методам получения. [c.340] Исходя из первого принципа, аэрозоли делят на туманы — системы с жидкой дисперсной фазой и дымы — системы с твердыми частицами. К дымам следует отнести по этой классификации и пыли — системы с твердыми, но более крупными частицами. [c.340] По дисперсности аэрозоли с твердой дисперсной фазой разделяют на дымы с частицами от 10 до 10 см и на пыли, размер частиц которых обычно больше 10 см. Туманы, как правило, имеют довольно крупные капельки размером от 10 5 до 10 см. [c.341] По происхождению системы с газовой дисперсионной средой разделяют, как и все дисперсные системы, на д и с п е р г а Ц И о н-ные и конденсационные аэрозоли. Диспергационные аэрозоли, образующиеся при измельчении твердых тел или распылении жидкостей, как и лиозоли, полученные путем диспергирования, имеют довольно крупные частицы и, как правило, полидисперсны. Аэрозоли, полученные методом конденсации из пересыщенных паров или в результате химических реакций, наоборот, обычно являются высокодисперсными системами с более однородными по размеру частицами. [c.341] Кривая распределения частиц в аэрозоле, т. е. содержание в нем частиц различных радиусов, зависит от происхождения аэрозоля и процессов, происходящих в аэрозоле после его получения (агрегация, коалесценция, изотермическая перегонка). [c.341] Форма частиц аэрозолей зависит от агрегатного состояния вещества дисперсной фазы. В туманах капельки жидкости шарооб- разны. В дымах они могут иметь самую разнообразную форму, например, игольчатую, пластинчатую, звездообразную. В дымах частицы могут представлять собой и сложные агрегаты, тогда как в туманах столкновение капелек обычно приводит к коалесценции и образованию капелек большего размера. [c.341] В результате рыхлости (пористости) частиц аэрозоля кажущаяся плотность этих частиц, определенная обычно принятыми способами, часто значительно меньше плотности вещества, из которого они состоят. Это можно видеть по значениям плотностей частиц некоторых дымов, полученных различными методами (табл. XI, 1). [c.341] Размер и форму частиц аэрозолей определяют с помощью обычной микроскопии, ультрамикроскопии и электронной микроскопии. Для счета частиц в аэрозолях особенно удобен поточный микроскоп Б. В. Дерягина и Г. Я. Власенко, о котором уже упоминалось в гл. II. [c.342] Концентрацию трудно доступных для исследования аэрозолей, например концентрацию воды в облаке, можно определять с помощью радиолокаторов. Прощупывающий пространство направленный радиолуч испускается источником в виде импульсов через определенные промежутки времени и регистрируется на экране осциллографа. С помощью осциллографа регистрируется и излучение, возвратившееся обратно в результате рассеяния объектом (облаком). По интервалу времени, прошедшему от подачи радиосигнала до приема рассеянного луча, можно определить расстояние до объекта, а по интенсивности отраженного луча можно судить о концентрации дисперсной фазы в объекте, так как рассеяние радиолучей малыми частицами описывается уравнением, в общем аналогичным уравнению Рэлея. [c.342] Молекулярно-кинетические свойства. Аэрозоли — сравнительно сильно разреженные системы, обладающие малым коэффициентом внутреннего трения дисперсионной среды. Этим и определяются особенности их молекулярно-кинетических свойств. [c.342] Для описания движения частиц, взвешенных в газовой среде, это гидродинамическое уравнение пригодно только в том случае, если размер частиц значительно больше среднего свободного пробега молекул газа. Так как при атмосферном давлении эта величина для воздуха составляет приблизительно Ю- см,-то очевидно, уравнение Стокса применимо лишь для грубодисперсных аэрозолей,, радиус частиц которых превышает 10 см. При меньших давлениях и, следовательно, прп большем свободном пробеге граница применимости уравнения Стокса для аэрозолей смещается в сторону еще меньшей дисперсности. [c.343] Это уравнение выводится на основе представлений, аналогичных применяемым в кинетической теории газов, так как для малых частиц (или для низких давлений), когда отношение Х/г 3 1, движение частиц аэрозоля происходит подобно движению молекул газа. [c.343] Как можно видеть, для больших значений Л/л (когда ЛА,/ 3 1) в уравиепии (XI, 3) сила сопротивления f пропорциональна квадрату радиуса частицы, а для малых значений Я/г (когда АХ/г 1) уравнение Кеннингема переходит в уравнение Стокса. [c.343] Все сказанное относилось к простейшему случаю — движению сферических частиц. Зависимость скорости движения частицы от действующей силы для не-сферических частиц гораздо сложнее. [c.343] Если бы частица аэрозоля не находилась в броуновском движении, то время ее оседания т на расстояние /г было строго постоянным. Однако из-за броуновского движения к ее перемещению добавляется вертикальная составляющая. Время, необходимое для прохождения частицей расстояния к, может быть больше (если броуновское смещение за время падения направлено снизу вверх) или меньше (если, броуновское смещение направлено вниз) времени седиментации. Полученное при таких измерениях большое число значений Т[, Тз, Тз. .. для продолжительности падения на одно и то же расстояние к можно обработать с помощью теории броуновского движения. Не входя в подробности этих расчетов, укажем, что коэффициент диффузии, вычисленный по полученным таким образом результатам с учетом поправки на седиментацию, для капелек масляного тумана, как показал Флетчер, прекрасно совпадает с коэффициентом диффузии, найденным для этой системы другими способами. [c.344] Весьма существенно учитывать одновременно идущие диффузию и седиментацию при исследовании поведения аэрозоля, заключенного в небольшое пространство. Это особенно важно для понимания процесса фильтрации. [c.344] Так как для малых частиц коэффициент сопротивления частицы В пропорционален квадрату радиуса, а масса частиц пропорциональна кубу радиуса, то Тд г , а Тс 1А. Отсюда следует, что средние значения Тд и То, необходимые для прилипания частиц к стенкам сосуда и для оседания на дно, по-разному зависят от размера частиц. [c.344] Вернуться к основной статье