Седиментация ускорение

Седиментацией называют свободное оседание частиц в вязкой среде под действием гравитационного иоля. Скорость оседания прямо пропорциональна ускорению гравитационного поля Земли ( ), разности плотностей частиц и окружающей среды, квадрату радиуса оседающих сферических частиц и обратно пропорциональна вязкости среды (закон Стокса, 1880 г.). [c.319]

Скорость движения частиц, отнесенная к ускорению центробежного поля, называется константой седиментации S-. [c.46]

Применимость закона Стокса ограничивается также дисперсностью частиц. Большие частицы (>100 мкм) могут двигаться ускоренно, и тогда для определения скорости их движения нельзя пользоваться уравнениями (IV. 5), (IV. ) и (IV. 8). Кроме того, быстрое движение больших частиц может вызвать турбулентный режим потока частиц, при котором также перестает соблюдаться закон Стокса. Очень малые частицы — ультрамикрогетерогенные (<0,1 мкм) осаждаются настолько медленно, что следить за такой седиментацией, как было показано ранее, практически невоз-мол<но. В этих случаях нельзя ие учитывать влияния на осаждение дисперсной фазы механических, тепловых и других внешних воздействий на систему. [c.193]

Чрезвычайное значение центробежного поля для физики и физической химии основано на том факте, что в ультрацентрифугах, сконструированных впервые Сведбергом (1924), можно достигнуть ускорений примерно до 10 g. При этих условиях седиментационное равновесие, не имеющее значения в поле тяготения, используется для того, чтобы либо разделить компоненты смеси (препаративная ультрацентрифуга), либо по уравнению (54.8) определить молекулярный вес (аналитическая ультрацентрифуга). По экспериментальным причинам для последней цели используют почти исключительно измерение скорости седиментации. Теория этого последнего метода основана на термодинамике необратимых процессов. Поэтому не будем здесь останавливаться на подробностях и отошлем читателя к специальным учебникам. [c.282]

Если рф > р(., то капля станет опускаться па дно под действием силы тяжести. Таким образом, осаждение капель в эмульсии — седиментация — есть следствие образования больших капель и большого различия в плотностях обеих жидкостей. Для типичных эмульсий г мкм, Рс рф 0,2 г/см , г) 0,01 кз и г имеет порядок нескольких сантиметров в сутки. Чтобы ускорить процесс, например для получения масла, обычно применяют центрифугирование, где ускорение (центробежное) более чем в сто раз превышает ускорение силы тяжести. При экстракции каучука из латекса используют специальные вещества, которые способствуют слипанию частиц, увеличивая эффективный радиус г. [c.66]

Ультрацентрифугирование используется для исследования процесса седиментации или седиментационного равновесия. В последнем случае требуется меньшая величина ускорения (скорость вращения порядка 10 об/с). Равновесное распределение концентраций описывается уравнением (3.30). Если в нем произвести замену [c.64]

Флокуляция — как правило, процесс необратимый здесь невозможно путем уменьшения содержания в растворе реагента, как в случае электролитной коагуляции (см. ниже), добиться пептизации (дезагрегации) осадка. Благодаря этим особенностям, а также высокой эффективности (часто добавка флокулянта в количестве меньше 0,01 % от массы твердой фазы вызывает существенное снижение устойчивости) и относительной дешевизне, флокулянты широко используют для ускорения седиментации, концентрирования и обезвоживания промышленных суспензий (например, при получении алюминия из бокситов, концентрировании медных, свинцовых, никелевых руд после флотации), очистки природных и сточных вод от дисперсных примесей, улучшения фильтрационных характеристик осадка, структуры почв и их механических свойств (при строительстве аэродромов, укреплении стен буровых скважин и др.). [c.378]

Характеристическая вязкость, коэффициент диффузии ( )) и константа седиментации ( (,ед= скорость седиментации/ускорение центробежной силы) полимерного клубка тесно связаны друг с другом. Все эти величины зависят от радиуса вращения молекулы, а следовательно, и от ее молекулярного веса [c.250]

Применение ультрацентрифуг, в которых ускорение в миллион раз превосходит ускорение силы тяжести, дало возможность изучить седиментацию белков и других высокомолекулярных соединений, а также вирусов. [c.319]

Большой интерес представляет следующий метод исследования скорости седиментации. При достаточно больших ускорениях, когда процесс седиментации превалирует над процессом диффузии, возникает резкая граница между областью раствора и областью чистого растворителя. Скорость, с которой она перемещается (от оси вращения, если р>Ро), соответствует скорости седиментации. Если в системе имеется несколько компонентов с различными константами седиментации 5 [см. уравнение (3.24) 1, то в кювете, вращающейся в ультрацентрифуге, через некоторое время появляется соответствующее число границ. Измерив же скорость смещения каждой границы, можно идентифицировать каждый компонент по его константе седиментации. Этот метод часто применяется при исследовании биологических объектов (рис. 18). Чтобы исключить [c.65]

Седиментационный метод дисперсионного анализа обычно применяется лишь для систем, содержащих частицы, радиусы которых лежат в пределах 1 — 100 мкм. При оседании более крупных частиц вг маловязких средах, например в воде, необходимо учитывать отклонения от уравнения Стокса, связанные с турбулентным обтеканием частиц средой, а также вводить поправки на ускоренное движение частиц в начале седиментации. На оседание частиц с размером в доли мкм и меньше существенное влияние оказывают диффузионные явления. [c.154]

Большая сила инерции, возникающая в центрифуге, может быть использована для отделения от жидкости мелких частиц твердого вещества (седиментация суспензии) или капелек другой жидкости (сепарация эмульсии). Осаждение мелких твердых частиц или капель подчиняется закону Стокса. Можно воспользоваться уравнением (П-52), заменив в нем ускорение силы тяжести g ускорением силы инерции а [c.159]

Сила тяжести, которая вызывает седиментацию, определяется по формуле f = тд, где т — эффективная масса частицы, равная ее массе в вакууме минус масса вытесненной ею дисперсионной среды, ад — ускорение силы тяжести. Величина т определяется выражением [c.58]

Интенсифицирующее влияние АК на процессы коагуляции, седиментации и фильтрования чаще всего объясняют взаимной коагуляцией противоположно заряженных коллоидных частиц кремниевой кислоты и гидроокиси алюминия. Причина ускорения [c.148]

Если система находится в центробежном поле, ускорение которого (й — угловая скорость, ах — расстояние до оси вращения) намного больше, чем то седиментация происходит в этом поле. Скорость такой седиментации можно определить из условия для равномерного движения частиц [c.59]

Для частиц произвольной формы уравнение (23.10) дает эквивалентный радиус г (радиус сферической частицы, оседающей с той же скоростью). Из уравнений следует, что на скорость оседания частиц можно влиять, изменяя плотность и вязкость среды. Способность к седиментации часто выражают через константу седиментации, величина которой определяется как отношение скорости оседания V к ускорению свободного падения [c.375]

Думанский (1912 г.) первым предложил вызывать седиментацию коллоидных систем с помощью центробежного поля. Им были проделаны и первые опыты с применением сравнительно небольших ускорений. Сведберг (1923 г.) сконструировал ультрацентрифугу, дающую более высокие ускорения, и провел первые количественные исследования процесса седиментации и седиментационного равновесия. Тем самым был создан широко используемый теперь метод исследования коллоидных и высокомолекулярных систем при помощи ультрацентрифуги. [c.63]

В современных ультрацентрифугах достигаются скорости вращения порядка 10 об/с. Получаемые при этом ускорения, которые в сотни тысяч раз превосходит ускорение земного тяготения, вызывают седиментацию макромолекул с измеримой скоростью. [c.64]

Дисперсную систему, в которой процесс разделения фаз под влиянием гравитационного поля протекает слишком медленно, можно разрушить под влиянием центробежного поля, обеспечивающего ускорения, значительно превышающие g . Ясно, что для применения центробежного поля оказывается существенной та же количественная характеристика частицы, что и при отстаивании — гидравлическая крупность частицы, а именно скорость ее седиментации, выраженную в миллиметрах. [c.333]

Седиментация имеет большое практическое значение. Так, очистка питьевой воды от взвешенных частиц отстаиванием (осветление) происходит в результате седиментации. Ее широко используют и для очистки газообразных отходов производства от аэрозольных частиц (пыль, сажа, влага). С целью ускорения седиментации очищаемый газ подвергают воздействию искусственного силового поля, создаваемого в аппаратах, называемых циклонами (рис. VI.5). На таком же принципе проведения седиментации в искусственном силовом поле основаны очистка нефти и нефтепродуктов от эмульсионной влаги центрифугированием и выделение сливок из молока в сепараторах. Центрифугирование широко применяют в аналитической практике для ускорения отделения осадков. [c.275]

При первом способе раствор центрифугируется до тех пор, пока не наступит при данной скорости вращения равновесие между седиментацией и диффузией. Для этого используют центрифуги с центробежным ускорением 10 —10 , время достижения равновесия составляет десятки часов. [c.109]

При работе по второму способу определяют константу седиментации в поле с центробежным ускорением 10 —10" . Константу седиментации 5 рассчитывают по уравнению [c.109]

При работе с медленно или неполностью осаждающимися осадками для ускорения седиментации используют центробежную силу. Применение центрифуг особенно целесообразно для разделения небольших количеств твердых частиц и жидкостей. Для работы со смесями используют центрифуги с тарированными путем взвешивания пробирками. В лаборатории в основном применяют ручную центрифугу, снабженную планкой с двумя Рис. Е.9. Схема установки для ионо- гильзами для пробирок. В [c.490]

При работе с медленно осаждающимися веществами для ускорения осаждения (седиментации) применяют центрифугирование—разделение различных по плотности жидкости и твердых частиц (суспензии) центробежной силой при помощи специальных машин — центрифуг. [c.44]

Далее используем новую величину, называемую коэффициентом седиментации s, который равен отношению скорости линейного перемещения частицы в радиальном направлении к вызывающему это перемещение центробежному ускорению, т. е. [c.153]

Из этого соотношения следует, что скорость седиментации пропорциональна ускорению приложенного поля и равна [c.334]

С появлением седиментационных весов метод был автоматизирован [47, 65, 104, 281]. Действие весов основано на том, что нагрузка на чашку весов, подвешенную у дна мензурки и содержащую смесь, компенсируется каким-либо торсионным устройством, изменение момента закручивания регистрируется во времени. Изящным методом определения скорости седиментации является измерение обратного ра1ссеяния у-лучей от осевшего вещества, на которое был направлен источ ник Sr (1 мКи, или 3,7-10 с" в Международной системе единиц). Естественно, для ускорения седиментации можно использовать центрифугирование [223, 421]. [c.93]

Седиментация. При действии гравитационного поля на коллоидный раствор или суспензию седиментация частиц замедляется вследствие внутреннего трения в растворителе. Седиментация грубодисперсных частиц идет в основном под действием силы тяжести. Для седиментации более подвижных коллоидных частиц необходимо значительно более сильное ускорение, что осуществляется при помощи центрифуг. При применении, например, ультрацентрифуг достигается ускорение Ь , превышающее земное ускорение силы тяжести д в соответствии с уравнением [c.335]

Полидисперсность полимера может быть определена путем измерения скорости седиментации макромолекул в разбавленном растворе. Для ускорения седиментации кюве-гу с раствором исследуемого полимера помещают в тело ротора ультрацентрифуги (рис. 37), вращающегося со скоростью до 130 тыс. об/мип. [c.75]

Скорость седиментации зависит от размеров и плотности частиц, от их заряда, вязкости раствора и т. п. Частицы, находящиеся в изоэлектрическом состоянии, оседают быстрее, так как заряд не препятствует их коагуляции и седиментации. Для ускорения процесса широко используются центрифуги. Развивающаяся в них центробежная сила заставляет частицы оседать быстрее. При достаточном [c.156]

Построение математической модели. Известно, что частица с достаточно большой массой под действием гравитационных сил оседает, или седиментирует. Для ускорения этого процесса среду, в которой находятся частицы, помещают в ультрацентрифугу, вращающуюся с известной угловой скоростью. Требуется построить математическую модель, описывающую седиментацию частиц в центрифуге. [c.43]

В поле земного тяготения ускорение, действующее на частицу, остается постоянным, а в ультрацентрифуге оно увеличивается по мере оседания частицы. Поэтому скорость оседания и выражают в виде Ах/А1, где X — расстояние от частицы до оси вращения. Значение этой скорости, отнесенное к единице действующей силы, называется константой седиментации 5 частицы [c.307]

Сущность концентрирования латексов сливкоотделением заключается в ускоренной седиментации латексных частиц, агрегированных с помощью природных (альгинаты) или синтетических (полиакрилат натрия, поливиниловый спирт и его эфиры, полиакриламид, метилцеллюлоза) гидрофильных полимеров. [c.599]

Явление ускорения седиментации в результате воздействия центробежной силы было известно сравнительно давно и нащло разнообразное практическое п )именение. На этом основана, например, работа молочного сепаратора в нем под действием центробежной силы содержащаяся в молоке эмульсия жира концентрируется в виде сливок несравненно быстрее, чем при естественном отстое молока. [c.515]

Для 1 ахождения радиуса частиц по опытам в центробежном поле пользуются уравнением (У.9) для скорости седиментации, заменив в нем ускорение свободного падения центробежным ускорением (о%. [c.105]

Рассмотрим более подробно определение размера частиц по скорости седиментации в ультрацентрифуге. Для расчетов применимо уравнение, в общем сходное с обычным седиментационным уравнением (П1,38). Однако поскольку при центрифугировании частицы, постепенно удаляясь от оси вращения, двигаются с переменной все возрастающей скоростью, в уравнении величина и должна быть заменена на dxjdx (где х — расстояние частицы от оси вращения). В то же время из механики известно, что ускорение в поле центрифуги равно (где ш — угловая скорость). Тогда, очевидно, уравнение (П1,38) в применении к ультрацентрифуге можно написать следующим образом [c.79]