С. Ш.Құмарғалиева коллоидтық химия

Тамшылардың седиментациясы

жүктеу 5,89 Mb.

бет	15/105
Дата	25.10.2023
өлшемі	5,89 Mb.
	#44020

1 ... 11 12 13 14 15 16 17 18 ... 105

treatise128700

4.4. Диффузия

Тамшылардың седиментациясы. Қатты бөлшектерге қарағанда тамшылардың шөгуі күрделі жүреді. Себебі қозғалыстағы тамшылардың пішіні өзгеріп, үлкен жылдамдықта тамшының алдынғы жағы жіңішкеріп, артқы жағы жуандай түседі. Яғни Стокс теңдеуіне түзету коэффициентін енгізу керек. Екіншіден, шөгу кезінде тамшының ішінде күрделі ағыстар пайда болады. Нәтижесінде, тамшыны құрайтын сұйықтықтың (η_d) тұтқырлығына байланысты қосымша кедергі күш туады. Жалпы тұтқыр кедергі күші Адамар-Рыбчинский теңдеуімен анықталады:

. (4.8)

Қатты бөлшектер шөккенде (η_d>>η), (4.8.)-өрнегі Стокс теңдеуіне айналады.

Газды эмульсиялар мен көбіктердің газ көпіршіктері қалқып шыққанда, керісінше, η_d << η, және үйкеліс күші

f_υ= 4πrυη (4.9)

теңдеуімен есептеледі.

4.4. Диффузия

Диффузия дегеніміз жүйе көлеміндегі әр компоненттің химиялық потенциалын, яғни концентрациясын теңестіру бағытында өздігінен жүретін үрдіс.
Диффузия жылдамдығы Фик заңымен анықталады:

, (4.10)

мұндағы dm/dt – х бағытында диффузияланатын заттың массасы; S – көлденең қима ауданы; D – диффузия коэффициенті; dn/dx – бөлшектік концентрацияның градиенті.

Бөлшектің орташа қозғалу жылдамдығы Стокс заңы бойынша
. (4.11)

Стокс заңын қолдана отырып, Эйнштейн теориясы бойынша, бөлшектің диффузиялану коэффициентін анықтауға болады:

, (4.12)

мұндағы N - Авогадро саны; R – универсал газ тұрақтысы; π –тұрақты (3,14…); T – температура; r – бөлшектің радиусы; η – ортаның тұтқырлығы.

Эйнштейн теңдеуі арқылы есептелген диффузия коэффициенттері молекулалар (иондар) үшін D≈10^-5см²/с, ал коллоидтық бөлшектер үшін D≈10^-7÷10^-9см²/с болады. Сонымен қатар Эйнштейн теңдеуі арқылы орташа жылжу мен диффузия коэффициентінің байланысын анықтауға болады:

(4.13)

мұндағы D - диффузия коэффициенті; t – жылжу уақыты.

Бөлшектердің үлкен массасы мен өлшемдеріне байланысты коллоидтық ерітінділерде диффузия баяу жүреді. Дегенімен, коллоидтық ерітінділердегі диффузияны өлшеуге, демек, дисперстік бөлшектердің өлшемдерін есептеуге болады.

жүктеу 5,89 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 11 12 13 14 15 16 17 18 ... 105