Седиментация дисперсных систем

Кроме рассмотренных условий применимости закона Стокса к реальным системам, связанных с допущениями, сделанными при выводе этого закона, следует учитывать и другие особенности изучаемых объектов, а также влияние внещних факторов. Так, суспензия должна быть устойчивой, не коагулировать в процессе седиментации. Если частицы плохо смачиваются средой, то образуется неустойчивая суспензия, коагулирующая в процессе оседания. В случае проведения седиментационного анализа дисперсной системы, частицы которой плохо смачиваются средой, необходимы добавки стабилизирующих веществ, улучшающих смачивание. Оседание частиц должно происходить в спокойной жидкости. Необходимо постоянство температуры в условиях опыта. Все частицы должны иметь одинаковую плотность, и при малых размерах частиц следует учитывать наличие сольватных и стабилизирующих слоев, так как сильное их развитие, в особенности для частиц малых размеров, внесет неточность в результат определения. В дисперсной системе не должно быть пузырьков воздуха или другого газа, направление движения которых противоположно оседающим частицам поэтому необходима тщательная подготовка образца для опыта. Рекомендуется взятую навеску предварительно обработать небольшими порциями жидкости при тщательном перемещивании, иногда при подогреве, чтобы удалить адсорбированные на поверхности частиц газы. [c.12]

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]

Седиментационный анализ. 1. Седиментация. Способность системы сохранять равномерное распределение дисперсной фазы во всем объеме называется седиментационной, или кинетической, устойчивостью. Для определения относительного фракционного состава частиц различного размера в грубодисперсных системах используют седиментационный анализ, основанный на зако е Стокса. Принцип седиментационного анализа заключается в измерении скорости оседания частиц дисперсной фазы в какой-либо вязкой дисперсионной среде. Зависимость скорости оседания частицы и (м/с) от их радиуса г (м) выражается законом Стокса [c.268]

Наблюдение за скоростью седиментации в суспензиях, т. е. в дисперсных системах с достаточно большими частицами, обладающих практически полной кинетической неустойчивостью, позволяет сравнительно легко и удобно определять размер частиц. Применяющиеся при этом методы получили название методов седиментационного анализа. [c.73]

Дисперсные системы. Коллоидные растворы. Получение коллоидных растворов и и.х отличительные свойства. Степень дисперсности. Мицелла. Золи. Лиофильные и лиофобные коллоиды. Коагуляция и седиментация и причины образования осадка в коллоидных системах. Гели. Взаимная коагуляция коллоидов. Обратимые и необратимые коллоиды. [c.244]

Распространенным методом оценки размеров частиц дисперсной фазы в дисперсных системах является седиментация в центробежном поле. При этом можно не только установить истинное содержание, но и определить фракционный состав частиц дисперсной фазы. [c.82]

IV. 7), (IV. 8) и (IV. 22) рассчитывают скорости их осаждения и соответствующие им размеры частиц. Для этого сначала получают зависимость массы осевшего осадка от времени, строят график этой зависимости, называемый кривой седиментации, по которому затем определяют все необходимые характеристики дисперсной системы. [c.197]

Газовые эмульсии — это дисперсные системы, состоящие из пузырьков газа (дисперсная фаза) и жидкости (дисперсионная среда). Содержание газовой дисперсной фазы несколько процентов (редко достигает десятков процентов). В газовой эмульсии интенсивно протекают процессы седиментации и перераспределения пузырьков газа по размерам, что обусловлено большой разностью плотностей ее фаз. [c.145]

Таким образом, определив время действия центробежного поля, расстояние, пройденное частицами, зная угловую скорость н постоянные параметры системы, мол<но рассчитать размер частиц дисперсной системы. Используя соотношение (IV. 13), можно так- же подсчитать констаиту седиментации [c.191]

Диффузионно-седиментационное равновесие. Выше рассмотрены два крайних случая поведения частиц дисперсной фазы в вязкой среде. В одном случае игнорировалось действие силы тяжести, в другом (при изучении седиментации) не принималось в расчет броуновское движение. При совместном протекании диффузии и седиментации в системе устанавливается равновесное распределение частиц по высоте, описываемое уравнением [c.156]

Теперь рассмотрим случай, когда для правильного описания поведения дисперсной системы необходимо учитывать как процесс седиментации, так и процесс диффузии. [c.60]

Если и — скорость седиментации, ас— концентрация дисперсной системы, то величина = ис называется седиментационным потоком. Для обычной седиментации (3.21) находим [c.60]

Гидродинамический фактор, который в разбавленных дисперсных системах проявляется в процессах седиментации и диффузии, здесь сводится к процессу вытекания жидкости из жидких слоев под действием капиллярных сил и под влиянием гидростатического и расклинивающего давления. Таким образом, проблема устойчивости концентрированных пен и эмульсий сводится к решению вопроса о том, почему и как жидкостные перегородки в этих клеточных структурах утончаются и при какой толщине, почему и как они внезапно разрушаются. К сожалению, эти системы подробно не рассмотрены. Вместо этого предлагались различные теории, призванные объяснить устойчивость пен и эмульсий влиянием од-ного-единственного фактора на основе одного-единственного механизма. В результате большой и многообразный экспериментальный материал, касающийся центральной проблемы науки о пенах и эмульсиях — их устойчивости, до сих пор не обобщен в рамках единой теории. Отдельные попытки теоретического объяснения экспериментально установленных фактов носят отрывочный и крайне противоречивый характер. Обстоятельные книги Клейтона [1 1 и Бикермана [2] дадут читателю представление о состоянии этой проблемы. [c.222]

Комбинируя определение скорости седиментации с определением седиментационного равновесия, можно найти и кривую распределения частиц, если центрифугированию подвергается поли-дисперсная система. Сравнение результатов седиментации в ультрацентрифуге по обоим методам позволяет также судить и о форме частиц. [c.80]

Если в результате потери дисперсной системой устойчивости при агрегации и/или седиментации частиц и последующей коалесценции происходит ее разделение на макрофазы, то можно говорить о полном разрушении, гибели , дисперсной системы. Однако во многих случаях процесс ограничивается лишь соприкосновением частиц, причем силы сцепления между ними уже противостоят тепловому движению. Такому переходу от свободно-дисперсного к связно-дисперсному состоянию отвечает образование пространственной сетки частиц—структуры, наделенной новыми по сравнению с исходной свободно-дисперсной системой свойствами — структурно-механическими (реологическими) свойствами, т. е. способностью сопротивляться приложенным механическим воздействиям в ходе формоизменения, течения, разрыва и т. п. иными словами, дисперсная система приобретает свойства материала. [c.302]

Величина, обратная константе седиментации, является мерой кинетической устойчивости дисперсной системы [c.375]

При оценке остаточного сырья наряду с указанной классификацией следует учитывать, к какой дисперсной системе относится нефтяной остаток. Например, по классификаций [14] сьфье технологических процессов переработки остатков может быть отнесено к неструктурированной (яенаполненной) или структурированной (наполненной) дисперсной системе. Для выявления этого следует знать концентрации наиболее склонных к структурированию компонентов, а также показатели, влияющие на структурно-механические свойства остатков (вязкость, термическая устойчивость, устойчивость против расслоения, седиментация и пр.). [c.12]

Как и другие лиофобные дисперсные системы, суспензии агрегативно неустойчивы в них происходит самопроизвольный процесс слипания частиц, приводящий к их укрупнению, что еще более увеличивает скорость седиментации этих систем. [c.147]

Если Еот > Е р (по абсолютной величине), то отталкивание преобладает над притяжением и дисперсная система устойчива. Если Еот < Е р, то происходит слипание сталкивающихся при броуновском движении коллоидных частиц в более крупные агрегаты и седиментация последних. Коллоидный растиор коагулирует, т. е. разделяется на коагулят (осадок) и дисперсионную среду. [c.309]

Вторая причина, которую хотелось бы отметить, связана с успехами в области техники измерения слабых токов, в результате чего оказалось возможным судить более определенно о природе возникающих потенциалов в дисперсных системах при движении жидкости и взвещенных частиц, т. е. потенциалов и токов течения и седиментации. [c.8]

Итак, исследование молекулярно-кинетических и оптических свойств позволяет определять одну из важнейших характеристик дисперсных систем — размеры частиц дисперсной фазы, или степень дисперсности системы. Размеры коллоидных частиц можно найти, определив коэффициент диффузии для данной коллоидной системы. Размеры их можно установить также ультрамикроскопическими и нефелометрическими наблюдениями или с помощью электронного микроскопа. Измеряя скорость седиментации частиц в грубодисперсных системах, также можно определить и степень их дисперсности. [c.47]

Седиментация в дисперсных системах [c.374]

Как указывалось, седиментация заключается в свободном оседании частиц суспензии под действием силы тяжести, есл плотность частиц больше, чем плотность жидкости (дисперсионной среды). Для эмульсий (если плотность дисперсной фазы меньше, чем дисперсионной среды) седиментация заключается в том, что капли эмульгированной жидкости всплывают под действием силы тяжести. Этот процесс ведет к расслоению дисперсной системы, образованию высококонцентрированного слоя — осадка (в суспензиях) или сливок (в эмульсиях) и слоя чистой дисперсионной среды. [c.31]

Седиментация в дисперсных системах седиментационные методы дис [c.352]

Процесс оседания коллоидных частиц в растворе называется седиментацией. Способность дисперсной системы сохранять равномерное распределение частиц по всему объему называется седи-ментационной, или кинетической устойчивостью. Высокодисперсные системы (газы, истинные растворы) обладают большой кинетической устойчивостью и, наоборот, грубодисперсные кинетически неустойчивы, так как частицы практически не могут осуществлять тепловое движение. Коллоидные системы занимают между ними промежуточное положение. [c.124]

СЕДИМЕНТАЦИЯ В ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМАХ [c.150]

Коллоидные растворы по сравнению с истинными агрегативно неустойчивы. Обладая сильно развитой поверхностью и избытком свободной энергии, такие системы имеют тенденцию к понижению запаса свободной энергии до некоторого минимума. В дисперсных системах уменьшение удельной поверхности и поверхностной энергии достигается в результате укрупнения частиц. Этот процесс называется коагуляцией. Укрупнение частиц, приводит к осаждению коллоидного вещества в осадок, т. е. к седиментации. [c.373]

Аналогичные явления, правда, в несколько иной обстановке, наблюдаются для некоторых коллоидных растворов — гидрозолей Ре,0, А1 з, и др. Эти золи иногда в процессе хранения при неизменной температуре, сохраняя полную прозрачность, утрачивают текучесть и приобретают консистенцию полутвердой массы, которую можно резать ножом на куски, сохраняющие форму. Происходит желатинирование, золь переходит в гель. Образующиеся гели называют лиогелями в отличие от коагелей, возникающих, например, при электролитной коагуляции золей. Коагель возникает в результате разрушения, седиментации дисперсной системы с отделением дисперсной фазы от дисперсионной среды. Образование лиогеля не связано с возникновением новой фазы, это переход свободнодисперсной системы в связнодисперсную. В коагелях содержание диспергированного вещества достигает многих десятков процентов. В лиогелях содержание твердой фазы невелико, определяется концентрацией золя и обычно не превышает нескольких процентов или даже долей процента. Для образования студней требуется некоторая минимальная концентрация раствора или диспергированного вещества — 5,0—0,5% и даже ниже, например желатина 1—2%, агара0,1—0,2%, УгОд, и германата кальция меньше 0,1%. При достаточной концентрации способны застудневать и растворы полуколлоидов. [c.262]

Огромную роль играет коллоидная химия в химической технологии. Практически нет такой отрасли химической технологии, где бы не имели решающего значения поверхностные явления и дисперсные системы. Измельчение сырья и промежуточных продуктов, обогащение, в том числе флотация, сгущение, отстаивание и фильтрация, процессы кондеисации, кристаллизации и вообще образование новых фаз, брикетирование, сиекание, гранулирование—все эти процессы протекают в дисперсных системах, и в них большую роль играют такие явления, как смачивание, капиллярность, адсорбция, седиментация, коагуляция, которые рассматриваются в курсе коллоидной химии. [c.15]

При рассмотрении седиментации дисперсных систем (разд. IV. А), диффузия не принималась во внимание, хотя отмечалось, что она может хормозить оседание частиц. При обсуждении же диффузии в дисиерсных системах (золях) не учитывалось гравитационное поле. Однако несмотря на малые размеры частиц в ультрамикрогетерогенных системах и вовлечение их в молекулярно-кинетическое движение, нельзя не учитывать стремления частиц к седиментацтт. Следует отметить, что учет диффузии необходим только в том случае, если дисперсная система представляет собой статистическое множество частиц. На одну же частицу, безусловно, действует поле гравитации, а ее тепловое движение равновероятно во всех направлениях. В итоге вороятность пребывания одной частицы любых, даже самых малых размеров будет обязательно больще внизу сосуда, чем наверху. [c.213]

Из соотношений (IV. 56) и (IV. 57) следует, что характер поведения частиц в дисперсных системах определяется их размером и разностью плотностей частицы и среды. Чем больше эта разность, тем значительнее роль седиментации по отношению к тепловому движению частиц. Кроме того, с увеличением размера частиц быстро растет поток седиментации ( сед г" ) и снижается диффузионный поток ( днф1/г). Если же /диф ( сед, что характерно для [c.213]

Наибольшим разнообразием факторов устойчивости и методов коагуляции отличаются дисперсные системы с жидкой дисперсионной средой. Для них характерны все ранее рассмотренные как термодинамические, так и кинетические факторы устойчивости, поскольку только в жидких средах наблюдается диссоциация электролитов, вызывающая образование двойных электрических слоев, и сольватация, при которой возможно резкое снил ение межфазного натяжения. В жидких средах можно наблюдать адсорбционное понижение поверхностной энергии до минимальных значений, компенсирующихся энтропийным расталкиванием. В результате этого становится возможным самопроизвольное диспергирование нли образование гетерогенных дисперсных систем, устойчивых практически неограниченное время. В жидких средах возможно изменение плотности фаз в широких пределах, что, например, позволяет значительно легче достигать термодинамической устойчивости по отношению к седиментации (седиментацион-по-диффузионное равновесие). Для дисперсных систем с л<идкой дисперсионной средой, безусловно, возможно регулирование и кинетических факторов устойчивости к коагуляции и седиментации (изменение вязкости среды). [c.342]

Все реальные дисперсные системы полидисперс ы (частицы дисперсной фазы имеют разные размеры), и поэтому скорости осаждсния частиц различных фракций разные крупные частицы осаждаются быстрее, мелкие — медленнее. По этой причине кривая седиментации выпукла к оси ординат. Тангенсы угла наклона касательн з х в да [ з х точках кривой седиментации определяют скорости седиментации соответствующих фракций частиц. Зная скорости осаждения частиц отдельных фракций, по уравнению (III. 2) можно рассчитать их размер ( радиусы). Построением интегральной, а затем дифференциальной кривых распределения частиц полидисперсной системы по радиусам (1)аз-мерам) заканчивается седиментационный Э 1ализ. [c.76]

Определив экоперименгально скорость седиментации частиц за определенные промежутки времени по формуле (4) можно рассчитать усредненный радиус чаотиц в оседающей фракции и определить процентное содержание этой фракции в авализЕруемой дисперсно системе. [c.18]

Электрокинетичеекие явления, наблюдаемые в дисперсных системах, представляют собой либо относительное смещение фаз под влиянием внешнего электрического поля (электроосмос, электрофорез), либо возникновение разности потенциалов в направлении 07Носнтельного движения фаз, вызываемого гидродинамическими силами (потенциал течения, потенциал седиментации). [c.70]

Удобным методом рассмотрения того, как влияет диффузия или седиментация на кинетическую устойчивость дисперсной системы, является сравнение диффузионного потока с противонаправленным ему седиментационном потоком.- [c.69]

Рассмотрим кратко особенности броуновского движения в дисперсных системах с газовой средой. На броуновском движении частиц в аэрозолях весьма сильно сказывается седиментация вследствие малой вязкости и малой плотности газовой среды. В ранних исследованиях это не было учтено, и поэтому значения средних смещений в горизонтальном и вертикальном направлениях не совпадали. Кроме того, благодаря малой,вязкости аэрозолей в них легко возникают конвекционные токи, что также весьма затрудняло изучение броуновского движения в этих системах. Однако позже благодаря применению усовершенствованных методов исследования все эти трудности были преодолены и было установлено,, что броуновское движение в аэрозолях подчиняется тем же закономерностям,, что и в лиозолях. В настоящее время броуновское движение в аэрозолях изучают путем микроскопического наблюдения за седнментйрующими частицами,, которым придают тем или иным способом электрический заряд. Благодаря заряду частицы, опустившиеся на некоторое расстояние вследствие седиментации можно возвратить в исходное положение при наложении соответственно направленного электрического поля и таким образом проводить множество изме- [c.343]

Определив предельные радиусы всей полидисперсной системы, теоретически разделяют изучаемую суспензию иа ряд фракций. Каждая фракция состоит из частиц, радиус которых лежит в опре-делен п 1х узких пределах. Проще всего выбирать фракции по кривой седиментации, используя ряд точек в местах наибольшего изменения кривизны линии (точки В, С, ),...). Проводят касательные к кривой в этих точках и спускают из них перпеидргкуляры на ось абсцисс. По избранным точкам рассчитывают радиусы частиц по формуле (ХУП.8). Так ко времени /2 выпадут все частицы первой фракции с радиусами от Г] до /"2, ко времени /3 полностью выпадут частицы второй фракции с радиусами от Г2 до Гз и т. д. Содержание отдельных фракций в дисперсной системе выражают в процентах от общей массы вещества, приняв за 100% ординату ОО5. [c.270]

При работе над вторым изданием данного учебника авторы считали своей основной задачей дополнить его теми разделами, которые особенно остро необходимы для создания у будущих спе-циалистов-биологов полного фундамента физико-химических знаний. С этой целью написаны две новые главы — о процессах переноса (с главным акцентом на процессы диффузии, седиментации и электрической проводимости, гл. XVIII) и о поверхностных явлениях и дисперсных системах (составляющих предмет специального раздела физической химии, часто называемого коллоидной химией, гл. XVII). Кроме того, в гл. VIII (строение макроскопических систем) введен параграф ( 8.5) о высокомолекулярных соединениях. Остальные изменения представляют собой небольшие дополнения, уточнения в формулировках и некоторые перестановки, неизбежные при введении нового материала. При этом был учтен опыт работы с первым изданием и пожелания коллег. [c.4]

Чтобы измерить скорость седиментации в дисперсных системах, пользуются приборами, называемыми седиментометрамп. Наиболее точен и прост седиментометр Фигуровского, представленный на рис. 8 (для суспензий). Оттянутый из стеклянной палочки тонкий шпиц или коромысло А оканчивается крючком. На крючок подвешивается на тонкой стеклянной нити Б чашечка В. Последняя опускается в цилиндр с суспензией, которая перед опытом тщательно перемешивается. Глубина погружения Я чашечки в суспензию должна быть 10—20 см. Как только чашечку [c.33]

Введение дисперсной фазы в дисперсионную среду вызывает изменение ее электрических свойств — электропроводности и диэлектрической проницаемости, а также появление новых — электрокинети ческих эффектов электрофореза, а для сравнительно грубодисперсных систем, оседающих в поле силы тяжести (или центробежном поле), токов и потенциалов седиментации. Рассмотрим последовательно эти эффекты в дисперсных системах. [c.191]

По мнению автора, одним из достаточно удачных решений задачи ограничения движения пластовых вод в промытых пропластках неоднородного пласта является метод закачки в обводненные пропластки полидисперсных систем, предложенный д-ром техн. наук А. Ш. Газизовым [47]. Основными компонентами этой системы являются ионогенные полимеры с флокулирующими свойствами и дисперсные частицы глины. Путем выбора концентрации полимера и глины в глинистой суспензии создаются условия для полного связывания полимера (флокуляции), в результате чего образуются глинополимерные комплексы с новыми физическими свойствами, устойчивыми к размыву потоком. Коллоидные частицы глин под влиянием броуновского движения стремятся равномерно распределяться по объему жидкости. Для осаждения этих частиц необходимо их укрупнение под влиянием кинетической энергии или же уменьшения потенциала у коллоидных частиц Значение его не постоянно, оно изменяется в зависимости от pH среды, температуры, химического состава и степени дисперсности глинистых частиц. Одним из путей снижения -потенциала является добавление в воду полимера. Закономерности флокуляции в жидких дисперсных системах, изложенные в трудах С. С. Воюцкого, Ю. И. Вайнера, Д. Н. Минца, К. С. Ахмедова, А. Ш. Газизова и других исследователей, показывают, что оптимальная доза полимера, обеспечивающая образование наиболее крупных хлопьев и быструю седиментацию, обратно пропорциональна квадрату ради- [c.56]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология