Коэффициент диффузии в растворах, определение

Основная трудность в применении обоих законов Фика до недавнего времени заключалась в определении коэффициента диффузии D. Однако трудности определения этого коэффициента для растворов и золей были преодолены после того, как Эйнштейн, изучая броуновское движение, обнаружил связь этого коэффициента со средним сдвигом Дх уравнение (VHI, 6)]. Используя закон Стокса, Эйнштейн нашел зависимость коэффициента диффузии от вязкости среды и радиуса частиц [уравнение (VHI, 7)]. Диффузионный метод определения размера частиц в настоящее время дает для коллоидных растворов наиболее надежные результаты. [c.302]

Одним из наиболее точных экспериментальных методов определения размеров коллоидных частиц является фотонная корреляционная спектроскопия [62 - 66]. Сущность метода заключается в определении коэффициента диффузии коллоидных частиц путем измерения спектрального состава рассеянного света. Результаты прямых измерений размеров асфальтеновых ассоциатов в модельных растворах углеводородов описаны в работе [64]. В качестве объектов исследования были выбраны первичные асфальтены, выделенные из гудрона смеси западно-сибирских нефтей и индивидуальные углеводороды толуол, циклогексан, н-пентан. Показано, что размеры асфальтеновых ассоциатов в зависимости от их концентрации в растворе (до 10% мае.) и растворителя варьируются от 2,0 до 13,5 нм. [c.84]

Наиболее удобным является капиллярный метод определения коэффициентов диффузии. Раствор какой-нибудь соли, содержащей радиоактивный изотоп, помещается в запаянный с одного конца капилляр, определяется удельная активность имп/мин-мл) исходного раствора. Капилляр с раствором на некоторое время помещается в большой объем с водой. Вода интенсивно перемешивается струей воздуха или мешалкой. За определенный промежуток времени происходит диффузия ионов из капилляра в водный раствор. Затем капилляр вынимается и радиометрически определяется общее количество, а следовательно, и концентрация соли, оставшейся в капилляре. Если известна концентрация соли в начальный момент времени и через время 1, то решение уравнения диффузии для данных граничных условий выразится следующим выражением [c.346]

Следует отметить, что число опубликованных работ по определению коэффициентов диффузии ПЛВ весьма ограничено. Причем практически все сведения относятся к водным растворам. В литературе отсутствует также описание методов прямого определения количества ПАВ, продиффундировавшего из водного раствора в нефть. Обычно ограничиваются лишь косвенной оценкой количества ПАВ, продиффундировавшего из водного раствора в нефть, по изменению межфазного натяжения нефти на границе с дистиллированной водой [10]. Но такой способ отличается некоторой условностью. Дело в том, что неионогенные ПАВ, применяемые в нефтяной промышленности, состоят из фракций, отличающихся друг от друга молекулярной массой, поверхностной активностью и диффузионными свойствами [4]. При контакте водного раствора с нефтью молекулы таких ПАВ диффундируют неодинаково, и распределение их по фракциям н нефти становится иным, чем в исходном водном растворе. Все это отразится на точности определения количества продиффундировавшего в нефть ПАВ по калибровочному графику, построенному для ПАВ исходного состава. [c.12]

Рис. 1-24. Корреляция Вильке для определения коэффициента диффузии для неэлектролитов в разбавленных растворах

В [641 построена номограмма для определения коэффициентов диффузии растворов разных составов при различных температурах. При таком подходе предполагается линейная связь между температурой, при которой жидкость будет иметь данный коэффициент диффузии, и той температурой, при которой вода имеет то же значение коэффициента диффузии. Эта номограмма приведена на рис. 1. Величины X у V — координаты, соответствуюш,ие различным компонентам, представленные в табл. 1. Правила пользования номограммой лучше всего поясняются примером (см. ниже). [c.180]

В связи с тем, что доставка ПАВ в плас товую нефть в реальных условиях может быть обеспечена их диффузией из закачиваемых в пласт водных растворов, важно изучить диффузионные свойства ПАВ. Эти свойства веществ, как правило, принято оценивать с помощью коэффициентов диффузии. Для определения коэффициентов диффузии ПАВ при переходе из воды в нефть необходимо знать распределение их концентрации в растворах. Однако найти это распределение при низких начальных концентрациях водных растворов, особенно для ПАВ, не являющихся химически чистыми веществами, чрезвычайно трудно. [c.11]

На использовании первого закона Фика основан наиболее простой метод определения коэффициента диффузии. Раствор и растворитель разделяют диском из пористого стекла, в котором диаметр пор больше размеров любых присутствующих в растворе молекул. С помощью мешалки поддерживается однородность концентрации в обеих системах, разделенных перегородкой. Концентрации измеряют в начале опыта и спустя некоторое время и затем сравнивают их относительные величины. За время [c.165]

На основании данных, полученных при определении коэффициентов диффузии раствора хлорида натрия в полимерную композицию типа БС-41, можно оценить время защитного действия покрытия определенной толщины, изготовленного из этого материала /2/, [c.17]

Существующие методы определения коэффициентов диффузии растворов электролитов в полимерах можно разделить на следующие три основные группы [c.100]

Типичной ошибкой при определении коэффициентов диффузии является расчет D из данных по кинетике сорбции полимерами растворов электролита, например [189, 193]. Очевидно, что в условиях одновременной сорбции полимером из водного раствора воды и электролита, следует специально рассмотреть физический смысл коэффициента диффузии раствора электролита . Другая ошибка в определении D возникает при его вычислении из уравнения потока через мембрану, когда градиент концентрации в мембране заменяют отношением разности концентраций в растворах по обе стороны мембраны к ее толщине, например [183]. Получающаяся при этом величина является произведением D и коэффициента распределения электролита между раствором и мембраной. Наконец, иногда эту величину определяют из данных по проницаемости в условиях встречной диффузии воды и электролита в полимере [171, 194]. Взаимодействие воды и электролита приводит к задержке в переносе электролита [40, 195, 196] и возрастанию времени запаздывания , т. е. неконтролируемому занижению D. [c.139]

Исследовано [281] продольное перемешивание при течении воды сквозь слой стеклянных шариков диаметром 63,5—200 мкм, содержащий 20%-ный раствор хлорида аммония. Коэффициент продольного перемешивания определен по экспериментальной кривой в координатах безразмерное время—концентрация хлорида аммония в промывной жидкости. Коэффициент молекулярной диффузии установлен при низких скоростях жидкости. Отмечены стадии поршневого вытеснения и молекулярной диффузии из пленки жидкости у поверхности частиц. Дано математическое описание процесса. [c.257]

Зависимость содержания соли в носителе от концентрации ее в растворе представлена на рис, 51. По мере увеличения концентрации поглощаемого вещества в растворе степень адсорбции его пористым материалом стремится к определенному пределу, отвечающему насыщению носителя поглощаемым веществом. Соотношение компонентов на носителе определяется скоростью насыщения, которая зависит от коэффициента диффузии компонентов, вязкости раствора, температуры пропитки, размеров зерен носителя, его пор и удель-Рис. 51. Зависимость концен- НОЙ, поверхности. Для разбавленных трации соли в носителе (или ка- пропиточных растворов изотерм"а ад- [c.134]

Предложена более точная формула для определения коэффициента диффузии в разбавленных растворах [0-6 [c.663]

Оптические методы исследования распределения концентраций в процессе седиментации или в состоянии седиментационного равновесия довольно сложны. Обычно используется зависимость показателя преломления раствора от его концентрации. Этот способ регистрации используется и в других исследованиях — при определении коэффициента диффузии или в случае электрофореза по методу Тизелиуса, при обсуждении которых он и будет рассмотрен более подробно. [c.64]

Таким образом, суммарная аппаратурная погрешность определения коэффициента диффузии описанным методом составляет 0,1%. С учетом случайных погрешностей, обусловленных неточностью графического построения функций 1/R = f(t) и определения на графике точки перегиба, а также некоторой неопределенности фиксации времени при измерении сопротивлений раствора общая погрешность определения коэффициента D не превышает 1%. [c.213]

Перрен и Герцог на основании определения коэффициента диффузии в водных растворах вычисли.ли молекулярные веса некоторых углеводов, допустив, что молекулы их имеют сферическую форму и они настолько малы, что воду можно рассматривать как непрерывную среду и что увеличения радиуса молекул, а следовательно, и коэффициента В вследствие сольватации растворенного вещества не происходит. Полученные ими результаты приведены в табл. III, 1. [c.62]

Для экспериментального определения коэффициента диффузии предложено много методов. Все они основаны на том, что раствор диффундирующего вещества приводят в контакт с растворителем таким образом, чтобы между ними образовалась возможно более четкая граница раздела. Полученную систему выдерживают некоторое время при постоянной температуре в условиях, полностью исключающих сотрясения и тепловую конвекцию, и затем определяют наступившее в результате диффузии новое распределение концентрации растворенного вещества в системе. По полученным результатам, обычно с помощью специальных таблиц, вычисляют коэффициент диффузии. [c.62]

Различные модификации этого способа отличаются только аппаратурным оформлением и способом определения распределения концентрации вещества после диффузии. Распределение концентрации может быть установлено с помощью осторожного отбора проб и их анализа, а также путем определения характера изменения окраски, абсорбции света или коэффициента преломления раствора по высоте столба жидкости. Экспериментальные методы [c.62]

Определение коэффициентов распределения и коэффициентов активности раствора газа (пара) в жидкой неподвижной фазе. Определение коэффициентов диффузии. [c.298]

Измерения на вращающемся дисковом электроде позволяют по предельному диффузионному току рассчитать коэффициенты диффузии отдельных ионов или молекул. Надежность этого метода была проверена измерением коэффициентов диффузии ионов в растворах различной концентрации. Последующая экстраполяция позволила получить величины О для бесконечно разбавленных растворов, которые можно независимым методом рассчитать из предельных подвижностей ионов [см. уравнение (30.10)]. Величины О совпали с точностью 1%. Таким образом, метод вращающегося дискового электрода является одним из наиболее точных методов определения коэффициентов диффузии. [c.171]

Равновесие в такой термодиффузионной ячейке достигается за время (5-=-6)ir, где t,= (4/я ) [W /Di). Так как в жидкостях коэффициент диффузии />2 ж) порядка 10 = см /с, то даже при IF=5 см равновесие в ячейке установится не менее чем через месяц. Отсюда ясно, что для снижения времени установления равновесия размер ячейки должен быть по возможности минимальным. Но, к сожалению, при этом возрастает ошибка в определении разности составов раствора на концах ячейки, что, в свою очередь, сказывается на точности определения величины St. Поэтому оптимальный размер ячейки обычно подбирают опытным путем. [c.180]

Произведение м Л" называют постоянной капилляра. Она зависит от диаметра отверстия капилляра, его длины и давления на капающую ртуть. Ее измеряют экспериментально. Период капания можно регулировать изменяя высоту ртутного столба (обычно 1 = = 2 + 4 с). Коэффициент диффузии О зависит от природы иона и состава раствора (обычно О 10 м с). Температура влияет на величину О, поэтому при точных определениях растворы термо-статируют. Наиболее важным выводом из уравнения (12.9) является пропорциональность между предельным диффузионным током и концентрацией определяемого вещества в растворе. На этом выводе основан количественный анализ. Для данного вещества на данном фоне при работе с одним и тем же РКЭ величина [c.214]

Измеряя ) и V, можно определять парциальные коэффициенты диффузии, что выполнено для ряда сплавов. В разбавленном растворе N2 О. Тогда, согласно уравнению (XiV.21), О = Для определения достаточны одни диффузионные измерения. [c.271]

Известно несколько методов экспериментального определения коэффициента диффузии. Наиболее просто он оценивается при диффузии через пористую перегородку, отделяющую камеру с раствором изучаемого вещества от камеры с растворителем. Скорость возрастания концентрации в камере, первоначально заполненной чистым растворителем, прямо пропорциональна потоку вещества. Такой метод требует предварительной калибровки установки. В качестве стандарта чаще всего используют растворы сахарозы. [c.137]

Метод определения коэффициента диффузии, не требующий предварительной калибровки, заключается в следующем. Раствор исследуемого вещества приводят в соприкосновение с чистым растворителем, соблюдая все меры предосторожности, чтобы получить резкую границу между ними. Тщательно оберегая систему от сотрясений и возникновения токов (последнее достигается термостатированием), периодически определяют распределение концентрации по длине цилиндрической трубки. Для этого применяют оптические измерения. Этот метод основан на втором законе Фика. [c.137]

Частицы растворенного вещества обладают определенной подвижностью относительно молекул растворителя. Эта подвижность может быть охарактеризована коэффициентом диффузии. Чтобы наиболее наглядно представить себе процесс диффузии, можно привести в соприкосновение два раствора одного и того же вещества, отличающиеся концентрацией растворенного вещества. При этом будет наблюдаться постепенное выравнивание концентраций, т. е. перемещение растворенного вещества из области с более высокой концентрацией [c.123]

Полярография как физико-химический метод исследования применяется для решения широкого круга задач, например закономерностей протекания некоторых реакций в растворах, определения коэффициентов диффузии, контакт комплексообразования, коэффициентов переноса токов обмена. [c.309]

Определение концентраций. Чтобы исключить определение коэффициента диффузии и других параметров, расчет концентрации проводят не по уравнению Ильковича, а сравнивая высоту волны анализируемой пробы с высотой волны раствора известной концентрации. При этом применяют ряд методов калибрования. [c.131]

Можно предложить варианты задач для определения коэффициентов диффузии, только надо помнить, что полученные значения следует относить к той концентрации раствора и природы фона, которые были использованы в данном опыте. [c.256]

Методы определения коэффициентов диффузии растворов и газов в горных породах основаны на обработке экспериментальных данных по диффузии, которые могут быть получены разными способами, при помощи соответствующих решений уравнений диффулпи. Целесообразно различать методы определения коэффициентов диффузии [c.34]

Таким образом, диффузионное неренапряжение определяется в первую очередь предельной плотностью тока щ1) пли величиной константы /Сд, Предельная плотность тока по теории Нернста — Бруннера, как это следует из ург.внения (15.28), зависит прежде всего от коэффициента диффузии соответствующих частиц , их заряда 2 , начальной концентрации Сг° (или, что то же самое, концентрации за пределами диффузионного слоя) и толщины диффузионного слоя б. Числа переноса данного внда ионов ii, как ул< е отмечалось, могут быть сделаны равными нулю кроме того, миграция вообще отсутствует в случае незаряженных частиц. Коэффициент диффузии можно либо рассчитать, либо заимствовать из экспериментальных данных определение начальной концентрации С также не представляет затруднений. Наименее определенной величиной является толщина диффузионного слоя, которая не может быть рассчитана в рамках теории Нернста—Бруннера. Ее определяют экспериментально, чаще всего из измерения предельной илотности тока. Опытные данные показывают, что б весьма мало зависит от состава раствора, но замс но меняется при изменении режима движения электролита. Эту зависимость можно передать эмпирической формулой [c.310]

Уравнения (15.68) и (15.69) внешне не отличаются от уравнения (15.6), выведенного ранее в предположении замедленности диффузии. В обоих случаях раствор вблизи электрода может оказаться полностью освобожденным от восстанавливаемых частиц, что резко увеличивает поляризацию (т1- -с ) и устанавливает предел росту плотности тока (/->/г)- В условиях диффузионных ограничений компенсация разрядившихся частиц происходит за счет их постушления из толщи раствора под действием градиента концентрации, возникающего внутри диффузионного слоя б. Предельная диффузионная плотность тока отвечает в зтом случае максимально возможному градиенту концентрации и является функцией коэффициентов диффузии реагирующих частиц. В условиях замедленности чисто химического превращения восполнение разряжающихся частиц совершается за счет химической реакции, протекающей в непосредственной близости от электрода или на его поверхности. Предельная реакционная плотность тока /г должна быть функцией констант скорости соотнетствующих химических превращений. Определение величин /г н установление закономерностей химического перенапряжения дает основу для изучения кинетики быстрых химических )еакций электрохимическими методами. [c.324]

В действительности коэффициент диффузии и физическая растворимость абсорбируемого компонента в реакционном растворе редко известны априори, так как их величины не совпадают с величинами для чистого растворителя (последний может быть вообще полностью смешивающимся). Конечно, определенная таким образом величина с ( ),) " имеет физический смысл только в том случае, когда реакция, действительно, соответствует первому порядку, но онять-таки эта величина может использоваться для определения поверхности раздела фаз в исследуемом абсорбере при условии, что парциальное давление газа останется тем же, что и в лабораторных экспериментах. [c.98]

Отсюда коэффициент диффузии Ов можно определить, не зная величины Л и О а- Этот метод был предложен Шармой Таварес да Силва пытался его применить для определения коэффициентов диффузии аминов путем измерения скорости абсорбции НаЗ их растворами. Сероводород реагирует с аминами мгновенно. Однако при низких концентрациях, являющихся необходимым условием применения уравнения (IV,26), реакция становится обратимой. Поэтому для указанной цели все же потребовалось использовать более высокие концентрации и для интерпретации результатов опытов понадобилось знание величин Л и Ьд, что усложнило процедуру. [c.95]

Еще Грэм показал, что коллоидные частицы диффундируют намного медленнее, чем молекулы в истинных растворах. Позже было показано, что эта характерная особенность лиозолей обусловлена большими размерами коллоидных частиц по сравнению с размером обычных молекул. Поэтому определение коэффициентов диффузии лиозолей стало одним из основных методов коллоидной химии при определении размеров частиц дисперсной фазы. [c.38]

К другим типам усреднения приводят методы исследования гидродинамических свойств растворов асфальтенов и соответствующие им срёдние молекулярные массы навываются среднегидродинамическими М г). Их определяют по вязкости растворов, константе седиментации или коэффициенту диффузии. Средние молекулярные массы, полученные различными методами, различаются между собой в тем большей степени, чем шире молекулярно-массовое распределение полимера По относительному значению они располагаются в ряд М < Мш < Мг. Для различных асфальтенов установлена- высокая полидисперсность [306]- Так, для ряда асфальтенов, выделенных из битумов деасфальтизации, значение Мя (определенное криоскопически в бензоле), равно 2200, а Mw, определенная по скорости диффузии в бензольном растворе, составляет 8540. Отношение M lMn — 3,5 указывает на высокую степень полидисперсности асфальтенов. [c.152]

Механизм обесцинкования не получил еще удовлетворительного объяснения. Имеются две точки зрения. Первая предполагает, что первоначально протекает коррозия всего сплава, а затем медь осаждается на поверхности из раствора с образованием пористого внешнего слоя. Согласно второй, цинк, диффундируя к поверхности сплава, преимущественно растворяется прИ -а,том поверхностный слой обогащается медью. Каждую из этих гипотез можно успешно применить для объяснения явлений, наблюдающихся в определенных случаях обесцинкования. Однако накопленные факты свидетельствуют, что второй механизм применим намного чаще. Пикеринг и Вагнер [17, 18] предположили, что объемная диффузия цинка происходит вследствие образования поверхностных вакансий, в частности двойных. Они образуются в результате анодного растворения, а затем диффундируют при комнатной температуре в глубь сплава (коэффициент диффузии для дивакансий в меди при 25°С О = 1,3-10" см с) [17], заполняясь преимущественно атомами цинка и создавая градиент концентраций цинка. Данные рентгеновских исследований обесцинкованных слоев Б-латуни (сплав 2п—Си с 86 ат. % 2п) и -у-латуни (сплав 2п—Си с 65 ат. % 2п) показали, что в обедненном сплаве происходит взаимная диффузия цинка и меди. При этом образуются новые фазы с большим содержанием меди (например, а-латунь), и изменение состава в этих фазах всегда идет в сторону увеличения содержания меди. Как отмечалось ранее, аналогичные закономерности наблюдаются в системе сплавов золото— медь, коррозия которых идет преимущественно за счет растворения меди. Растворения золота из этих сплавов не обнаруживают. В результате коррозии на поверхности возникает остаточный пористый слой сплава или чистого золота. Скопления двойников, часто наблюдаемые в полностью или частично обесцинкованных слоях латуни, также свидетельствуют в пользу механизма, связанного с объемной диффузией [19]. Это предположение встречает ряд возражений [20], однако данные рентгеноструктурного анализа обедненных цинком слоев невозможно удовлетворительно объяснить, исходя из концепции повторного осаждения меди. Хотя предложен ряд объяснений ингибирующего действия мышьяка, сурьмы или фосфора на обесцинкование а-латуни (но не Р-латуни), механизм этого явления нельзя считать полностью установленным. [c.334]

Опыты по определению изменения устойчивости эмульсии системы "узеньская нефть —0,1 %-й водный (на морской воде) раствор ДМАБАХ" для различных температур показали, что по сравнению с оптимальной температурой адсорбции сульфонола НП-1 из пресной воды на поверхности мангышлакской нефти происходит некоторый сдвиг в зону повышенных температур (около 60 °С). Это, очевидно, объясняется тем, что несколько большие, чем у сульфонола, размеры молекул данного катионного ПАВ обусловливают меньший коэффициент диффузии молекул ПАВ к границе раздела "жидкость-жидкость", что приводит к лучшему гелеобразованию на поверхности глобул нефти при более высокой температуре. При повышении же температуры системы свыше [c.100]

Следует отметить, что число опубликованных работ по определению коэффициентов диффузии ПАВ весьма ограничено. Причем практически все сведения относятся к водеым растворам. В литературе отсутствует также [c.48]

В работе [17] исследовали гидролиз о-нитрофенилового эфира р-О-галактопиранозида под действием р-галактозидазы (мол. вес 540000), иммобилизованной в 15%-иом геле полиакриламида. Эксперимент проводили следующим образом в раствор субстрата ([3]о= 1,66-10 2 М) помещали пластинку определенной толщины, вырезанную из куска геля, с равномерно распределенным в ней ферментом, и регистрировали реакцию по образованию в растворе о-нитрофенолят-иона. Ферментативная реакция, катализируемая ферментом в гомогенном водном растворе, характеризуется значениями /гкат = 273 сек- Лт(каж)= 1,73-Ю М. Коэффициент распределения субстрата между водой и гелем равен единице, коэффициент диффузии субстрата в геле равен 1-10 см /сек. [c.274]

Вследствие большого размера макромолекул растворы высокомолекулярных вещес в по своей малой диффузионной способности близки к типичным коллоидным системам. Тем не менее определение коэффициента диффузии широко используется для установления молекулярного веса высокомолекулярных соединений, например белков. [c.456]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология