Седиментація та седиментаційна стійкість.

Дата добавления: 2014-10-03 | Просмотров: 1645

Розглядаючи процес дифузії ми не приймали до уваги вплив гравітаційного поля (земного тяжіння) на систему, яке також впливає на частинки дисперсної фази. Явище направленого руху частинок дисперсної фази під дією сили тяжіння або відцентрової сили називають седиментацією. В результаті седиментації встановлюється певний розподіл частинок по висоті, або вони повністю випадають в осад.

Здатність дисперсної системи зберігати постійним розподіл частинок в об’ємі називають седиментаційною або кінетичною стійкістю. Молекулярно-дисперсні системи є седиментаційно стійкі, а грубо-дисперсні - нестійкі. Колоїдні системи займають проміжне положення.

Внаслідок осідання частинок в гравітаційному полі у колоїдній системі виникають два потоки: седиментаційний, що зумовлений безпосередньо осіданням частинок дисперсної фази, та дифузійний, що направлений протилежно першому. Останній викликаний градієнтом концентрації колоїдного розчину, який виникає внаслідок седиментації.

Інтенсивність дифузійного потоку можна виразити за допомогою рівняння:

i_д = -D(dn/dx) ( 8.13)

Інтенсивність седиментаційного потоку, при умові, що частинки рухаються з постійною швидкістю, можна описати рівнянням:

i = n(mg/B) ( 8.14)

m – маса частинки;

g – прискорення сили тяжіння;

B – коефіцієнт тертя;

n – кількість частинок в одиниці об’єму.

При врівноважуванні потоків встановлюється седиментаційно-дифузійна рівновага.

-D(dn/dx) = n(mg/B) ( 8.15)

з врахуванням(8.3) отримуємо:

- (dn/n) = dx (mg/kT) ( 8.16)

Після інтегрування одержаного рівняння по висоті від 0 до h одержимо гіпсометричний закон, який описує розподіл частинок по висоті системи:

ln(n₀/n_h) = mgh/kT ( 8.17)

В таблиці 6 наведені дані по зменшенню концентрації дисперсної фази з висотою в різних дисперсних системах.

Таблиця 6