Седиментация

Частицы вещества находятся под влиянием двух противоположно направленных сил: сил диффузии и сил тяжести. Силы тяжести заставляют частицы оседать на дно сосуда.

В зависимости от того, какие силы в системе преобладают, происходит:

1) Оседание частиц под действием сил тяжести – седиментация.

2) При равенстве сил тяжести и диффузии наступает седиментационное равновесие.

3) В случае преобладания сил диффузии происходит полное выравнивание концентрации во всем объеме системы.

При седиментационном равновесии скорость седиментации равна скорости диффузии, т.е. через единицу поверхности сечения в единицу времени проходит вниз столько же оседающих частиц, сколько их проходит вверх за счет диффузии.

Седиментационное равновесие характеризуется постепенным уменьшением концентрации частиц от нижних слоев к верхним и это убывание подчиняется закону Лапласа:

При увеличении столба золя в арифметической прогрессии концентрация частиц убывает в геометрической прогрессии. Эту закономерность впервые экспериментально исследовал Перрен на гулиминовых частицах.

Т.о. седиментационное равновесие – равновесие частиц по высоте в поле земного тяготения.

Для систем с частицами, более крупными, чем коллоидные, наблюдается седиментация:

Скорость оседания 𝜗=,

где r-радиус частиц,

d1-d2-соответственно плотность диспергированного вещества в растворе

𝜼-вязкость среды,

g-ускорение тяжести.

Чем крупнее частица, тем с большей скоростью происходит оседание.

На определении скорости седиментации основан метод седиментационного анализа. Определив скорость оседания частиц, можно определить их размер.

Т.к. оседание коллоидных частиц под действием силы тяжести происходит медленно, то седиментационный анализ к ним неприменим.

Дата добавления: 2013-12-12