Коллоидные частицы распределение по высоте

Если в системе силы тяжести полностью уравновешены силами диффузии, наступает так называемое седиментационное равновесие, которое характеризуется равенством скоростей седиментации и диффузии. При этом через единицу поверхности сечения в единицу времени проходит вниз столько же оседающих частиц, сколько их проходит вверх с диффузионным потоком. Седиментационное равновесие наблюдается не только в коллоидных растворах, но и в молекулярно-дисперсных системах. Это равновесие характеризуется постепенным уменьшением концентрации частиц в направлении от нижних слоев к верхним. Распределение частиц в зависимости от высоты столба жидкости подчиняется гипсометрическому (или барометрическому) закону Лапласа в применении к золям при [c.307]

Согласно классическим термодинамическим представлениям все частицы, плотность которых превышает плотность дисперсионной среды, должны были бы осесть на дно сосуда. В действительности же вследствие флуктуаций в соответствии с теорией броуновского движения они распределяются по высоте по так называемому гипсометрическому (барометрическому) закону. Распределение молекул газа (или коллоидных частиц) по высоте определяется интенсивностью теплового движения и силой земного притяжения, зависящей от массы молекул (частиц) и от интенсивности теплового движения. Б результате этих двух факторов устанавливается стационарное состояние. При этом молекулы распределяются по высоте по гипсометрическому закону [c.401]

Для коллоидных частиц распределение по высоте значительно более крутое, чем для газовых. Так, характеристическая высота на которой число частиц уменьшается вдвое, по сравнению с исходным уровнем (С]/с2 = 2), для частиц микронного размера имеет порядок десятков микрон, тогда как для газов в атмосфере она составляет 5,5 км. В растворах ВМС, например, белковых, характеристические высоты оказываются значительно большими (например, при тЫ = Ма = 40000 и й = 1,3 г/см , м). [c.37]

Для коллоидных частиц распределение по высоте значительно более крутое, чем для газовых. Так, характеристическая высота /г, , на которой число частиц уменьшается вдвое по [c.40]

Подобно тому, как в атмосфере газа устанавливается известное равновесие, находящее выражение в законе Лапласа, так и в коллоидных растворах и в суспензиях с весьма малыми частицами (с радиусом частиц менее 1 мк) под влиянием поля земного тяготения устанавливается равновесие, выражающееся в распределении концентрации частиц по высоте. При отсутствии силового поля частицы суспензии должны были бы по наступлении равновесия равномерно распределиться в дисперсионной среде в результате диффузии. Под влиянием же силового поля земного тяготения концентрация их с высотой убывает (если плотность дисперсных частиц dl больше плотности дисперсионной среды /2)- [c.29]

В принципе картина изменения концентрации макромолекул или коллоидных частиц по радиусу в центрифуге примерно такая же, как распределение в контейнере по высоте при гравитационной седиментации. [c.192]

Оно означает, что в нижней части сосуда образуется слой осадка некоторой высоты Н . Таким образом, неравенство (3.8.21) является условием образования осадка в агрегативно устойчивом коллоидном растворе. Над осадком может находиться взвесь с больцмановским распределением частиц по высоте (рис. 3.58). [c.640]

Так как коллоидные системы подчиняются тем же молекулярно-кинетическим законам, что растворы и газы, то естественно предположить, что распределение частиц в коллоидном растворе по высоте должно происходить в соответствии с гипсометрической формулой. Отнощение давлений газа на [c.28]

Использованная Т. Сведбергом центрифуга имела дископодобный ротор, в котором было сделано несколько вырезов. В этих вырезах закреплялись кюветы с коллоидными растворами. Кожух центрифуги имел вырезы для освещения коллоидных растворов, их наблюдения и фотографирования. Хотя кювета, заполненная коллоидным раствором, вращается с чрезвычайно большой скоростью, она при наблюдении и фотографировании кажется неподвижной. Этот оптический эффект известен каждому. Если на киноэкране демонстрируется какой-либо неподвижный объект, то это не означает, что кинолента перестает двигаться в аппарате. Она движется, но одинаковые кадры сменяются менее чем за 0,1 с. При такой скорости наш глаз не улавливает смены кадров, и кадр кажется наблюдателю неподвижным. В ультрацентрифуге смена кадров происходит значительно быстрее, и нашему глазу кюветы с коллоидным раствором кажутся неподвижными. При вращении ротора центрифуги коллоидные частицы отбрасываются центробежной силой к периферии (т. е. к дну кюветы). При установлении седиментационного равновесия можно экспериментально определить распределение концентрации по высоте кюветы и вычислить радиус по уравнению (XIII.2.2). [c.404]

Это выражение, описывающее распределение концентрации частиц по высоте, применимо как к коллоидным системам, так и к газам. Так как для идеальных газов концентрация пропорциональна давлению, [c.154]

Если в уравнениях (IV.63) и (IV.64) вместо частичной концентрации V дисперсной фазы записать давление газа, то получается известная в молекулярно-кинетической теории барометрическая формула Лапласа, характеризующая распределение давления газа по высоте. Вывод формулы (IV.64) дан, исходя из чисто методических соображений, хотя теперь, когда уже известно, что коллоидные системы (золи) подчиняются законам молекулярно-кинетической теории, можно было написать ее сразу по аналогии с формулой для давления газа. Вывод уравнения Лапласа можно провести, исходя также из распределения Больцмана при равновесном состоянии системы число частиц, обладающих энергией Е, пропорционально фактору Больцмана [c.254]

Если плотности коллоидной частицы р и растворителя ро различаются, то под влиянием поля силы тяжести Земли или поля центробежных сил возникает равновесное распределение частиц по высоте столба жидкости (седиментационное равновесие). По аналогии с барометрической формулой имеем [c.499]

Согласно представлениям коллоидной химии, частицы дисперсной фазы с размером менее одного микрона принимают участие в броуновском движении. Силы тяжести для них невелики и уравновешиваются диффузией, вследствие чего в поле земного тяготения устанавливается некоторое равновесное распределение количества этих частиц по высоте (Диффузией называют самопроизвольно протекающий в [c.12]

Однако седиментации в золях противодействует броуновское движение, стремящееся равномерно распределить коллоидные частицы по всему объему золя. В результате действия силы тяжести и силы диффузии в золях устанавливается равновесное состояние — седиментационное равновесие, при котором концентрация диспергированного вещества закономерно понижается от нижних слоев к верхним и остается постоянной во времени. Распределение числа частиц по высоте подчиняется закону Лапласа — Перрена [c.154]

Результаты АСМ предварительно сульфированного образца ПС, находившегося в коллоидном растворе Сбо в течение 18 ч показаны на рис. 5 (в виде распределения частиц по радиусу и высоте) и [c.101]

Однако в реальных системах с неоднородными частицами более крупные оседают быстрее, более мелкие — отстают и четкой верхней границы с чистой средой не образуется. В этом случае задача анализа — оценка распределения частиц по размерам, иначе говоря — определение относительного содержания отдельных фракций в системе. Для решения этой задачи обычно помещают в суспензию на определенной высоте h легкую чашечку, соединенную с динамометром, и строят седиментационную кривую зависимости массы осевших частиц Р от времени. Эта кривая отражает постепенное затухание прироста Р, поскольку вначале оседают все частицы — и крупные и мелкие, затем все более мелкие, поскольку крупные уже осели. Проводя касательные к кривой и экстраполируя их на ось Р, можно по отсекаемым отрезкам определить фракционный состав. Подробное описание методики анализа и препаративного разделения суспензии на отдельные фракции дается в практических руководствах по коллоидной химии (например, [2]). [c.38]

Эффективность удаления взвешенных веществ из сточных вод методом осаждения определяется степенью устойчивости таких дисперсных систем. Агрегативно устойчивыми являются обычно высокодисперсные примеси и коллоидные загрязнения, концентрация которых в природных и сточных водах не превышает 1%. Размеры частиц в таких взвесях пе изменяются в течение длительного времени. Агрегативно устойчивые взвеси являются также и седиментационно устойчивыми, т. е. не осаждаются в течение длительного времени, и распределение их концентрации по высоте слоя жидкости остается более или менее равномерным [1]. Очевидно, что максимальный размер седиментационно устойчивой частицы будет тем меньше, чем выше ее плотность, так как на взвешенную в воде частицу действует сила Ro, равная [c.14]

Как мы видели выше, частицы дисперсной фазы, размер которых менее одного микрона, принимают участие в броуновском движении. Силы тяжести для них невелики и уравновешиваются диффузией, вследствие чего в поле земного тяготения устанавливается некоторое равновесное распределение количества этих частиц по высоте подобно тому, как распределяется давление воздуха в атмосфере. Такие частицы не оседают под действием силы тяжести и могут находиться сколь угодно долго во взвешенном состоянии. Системы, частицы которых не оседают заметно под действием силы тяжести, принято называть седиментационно устойчивыми. Седиментационная устойчивость, таким образом, зависит от размеров частиц (и разности плотностей частицы и среды). Седиментационно устойчивы все коллоидные системы, так как размер их частиц очень мал и сила тяжести невелика. Седиментационно устойчивы также дисперсные системы, частицы которых имеют размер менее одного микрона и находятся в активном броуновском движении. [c.31]

В случае коллоидных растворов высота, на которой происходит распределение частиц по нх числу, очень невелика, и на дне сосуда мы имеем очень высокую концентрацию. Для частиц золота с радиусом 0,25 10 см при высоте слоя, равной 4 см, получаем отношение [c.69]

Строго говоря, устойчивость золя обусловлена не столько собственным движением коллоидных частиц (или их перемещениями под действием ударов молекул среды), сколько постоянным самоперемещиванием системы, происходящим в результате практически неизбежных небольших местных изменений ее температуры. Расчеты показывают, что при идеальном термическом равновесии золя в нем крайне медленно — за время порядка месяцев или даже лет — установилось бы распределение частиц по высоте, подобное наблюдаемому для взвесей (рис. 111-2). Следовательно, между коллоидными растворами и взвесями не только нет, но и не может быть четкой границы. [c.612]

Под кинетической устойчивостью понимают способность сохранять равномерное распределение концентрации дисперсного вещества по высоте сосуда. Отсутствие седиментации (выпадение осадка) обусловливается тепловым движением частиц (броуновское движение). Благодаря этому в коллоидных системах частицы находятся во взвешенном состоянии и не осаждаются, даже несмотря на различия в плотности дисперсных частиц и гшотности дисперсионной среды. [c.75]

Рассмотрим броуновское движение коллоидных частиц в гравитационном поле. Как и в случае диффузии, происходящей в поле химического потенциала, перемещения чаетицы при броуновском движении обладают большей вероятностью в направлении вдоль поля. Иначе говоря, на фоне беспорядочного движения частицы будут постепенно оседать под действием силы тяжести (если плотность частиц й больше плотности среды йо) или всплывать (если < о). Однако этот процесс, приводящий к возникновению градиента концентрации, компенсируется встречной диффузией. В результате установится равновесие между порядком (направленное действие поля) и беспорядком (броуновское движение), характеризуемое неоднородным распределением частиц по высоте столба (вдоль поля). [c.34]

Известно, что если в дисперсной системе распределение максимумов свободной энергии имеет регулярный характер, то монодисперсные коллоидные част1щы, находящиеся в минимумах и разделенные барьером отталкивания, могут образовывать периодические коллоидные структуры. Возможность сближения частиц в элементарных актах определяется высотой энергетических барьеров и глубиной потенциальных ям. Если глубина второго минимума (в данном случае со стороны большего давления, рис. 12.45) достаточно велика, то независимо от высоты барьера происходит дальнее взаимодействие (до 100 нм) двух частиц, фиксируемых на расстоянии, отвечающем второму минимуму. К этой паре могут присоединяться дру1 ие частицы с образованием тройников и более сложных ансамблей. При возрастании концентрации дисперсной фазы, например при увеличении глубины окисления битума, в таких случаях возможно превращение золя в полностью структурированную систему. Периодические коллоидные системы, являющиеся тиксотропными гелеобразными веществами, в зависимости от предложенной нагрузки способны вести себя либо как упругие тела, либо как легко текучие жидкости. Судя по данным, приведенным на рис. 12.43 и 12.44, таким свойством обладают пленки смол, асфальтенов и битумов разной степени окисления. [c.793]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология