АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Броуновское движение. - непрерывное, хаотическое, равновероятное для всех направлений движение мелких частиц дисперсной фазы

Прочитайте:
  1. А - ламинарное движение крови в норме; турбулентный ток крови при сужении (б), расширении (в) просвета сосуда, появление преграды на пути кровотока (г)
  2. Броуновское движение
  3. Броуновское движение
  4. Вращательное движение твёрдого тела
  5. Глотание обеспечивает продвижение пищи из полости рта в желудок.
  6. Д) замедленное прямолинейное движение.
  7. ДВИЖЕНИЕ ВОЗДУХА ПО ДЫХАТЕЛЬНЫМ ПУТЯМ
  8. Движение крови
  9. Движение крови по сосудам

- непрерывное, хаотическое, равновероятное для всех направлений движение мелких частиц дисперсной фазы, взвешенных в жидкости или в газе, за счет воздействия молекул дисперсионной среды.

Крупн частицыДФ чаще сталкивыются,но остаеся непродвижными. БД хара-но для высокодисп сист(они маленькие). Т.к чатицы часто меняют свое направл, то за БД принимают не путь в единицу времени, а сдвиг одной частицы в простр-ве:

Средн сдвиг чатсиц ДФ:

 

А. Эйнштейн и М. Смолуховский постулировали единство природы броуновского движения частиц дисперсной фазы и теплового движения молекул ДСр, установили количественную связь между средним сдвигом частиц ДФ (амплитудой смещения) и коэффициентом диффузии D частиц дисперсной фазы.

 

При выводе уравнения Эйнштейна–Смолуховского были приняты след допущения: частицы ДФ движутся независимо друг от друга и между ними отсутствует взаимод-ие, средняя энергия поступательного движения частиц в одном направлении составляет kT /2.

Теория броуновского движения исходит из представлений о взаимодействии случайной силы f (t), которая характеризует удары отдельных молекул ДСр, силы Ft (равнодействующей), зависящей от времени, и силы трения при движении частиц ДФ в дисперсионной среде со скоростью ϑ. Уравнение случайного броуновского движения (закон Ланжевена) в диф-ой форме имеет вид:

Если рассматривать эволюцию системы за длительный промежуток времени, то t >> m / η, инерцией частиц ДФ (md ϑ / dt) можно пренебречь, и уравнение Ланжевена принимает вид ηϑ = Ft + f (t) Величина среднего сдвига частиц ДФ возрастает с ростом температуры, уменьшением вязкости дисперсионной среды и размера частиц ДФ броуновское движение наиболее ярко выражено для высокодисперсных (ультрамикрогетерогенных) систем, а его интенсивность сильно зависит от дисперсности. Для среднедисперсных (микрогетерогенных) систем средний сдвиг невелик и составляет порядка 1 мкм.Для грубодисперсных (макрогетерогенных) систем (частицы размером более 10 мкм) броуновским движением можно пренебречь.

 

 

54 Диффузия

диффузия - самопроизвольное распростр-ие в-ва из области с большей конц-цией в область с меньшей концентрацией,приводящее к выравниванию концентрации вещества в системе. Различают молекулярную диффузию, ионную диффузию и диффузию коллоидных частиц. (Физический смысл диффузии – количество вещества, переносимое через единицу площади в единицу времени при единичном градиенте концентрации.)

Явление диффузии описывают при помощи законов Фика. Если диффузия вещества протекает при постоянстве градиента концентраций в системе dc / dxf (T) = const, то говорят о стационарной диффузии, если градиент концентраций реагентов изменяется с течением

времени dc / dx = f (T) ≠ const, то диффузия явл-ся нестацион первый и второй закон Фика для одномерной диффузии (в направлении оси x):

J – поток диффузии, показывающий, какое количество вещества проходит (диффундирует) через поперечное сечение единичной площади за единицу времени, моль / (м2 · с) (кг / (м2 · с) или частиц / (м2 · с)); Dкоэффициент диффузии, м2/с; c – молярн концентрация диффундирующего реагента, моль/м3.

 

где k – постоянная Больцмана, T – абсолютная температура, B – коэффициент трения,средний сдвиг частиц ДФ (для данной дисперсной системы (B = const)) зависит только от температуры и времени фиксации сдвига. Интересно отметить, что скорость среднего сдвига частиц ДФ зависит от промежутка времени между измерениями расстояния, на которое переместилась частица, и уменьшается с ростом этого промежутка времени.

подобно броуновскому движению, диффузия в полной мере проявляется в ультрамикрогетерогенных (высокодисперсных) системах, ослаблена в микрогетерогенных (среднедисперсных) и практически отсутствует в макрогетерогенных (грубодисперсных) системах

 

 

55.Осмотич давление.

При разделении двух растворов с различной концентрацией или раствора и чистого растворителя полупроницаемой перегородкой (мембраной) возникает поток растворителя, направленный от раствора с меньшей концентрацией растворенного вещества к раствору с большей концентрацией этого вещества (поток растворителя от более разбавленного к более концентрированному раствору), приводящий к

выравниванию концентрации растворенного вещества в обоих растворах. Этот процесс называется осмосом‡. Осмос представляет собой одностороннюю диффузию (через полупроницаемую мембрану) молекул растворителя (для истинных растворов)или дисперсионной среды (для дисперсных систем).Если разместить сосуд с более разбавленным раствором под вторым (с более концентрированным раствором), то в результате перемещения жидкости через полупроницаемую мембрану в верхний сосуд в нем создается избыточное давление осмотическое. П еренос растворителя в верхний сосуд будет происходить до тех пор, пока гидростатическое давление столба жидкости в верхнем сосуде полностью не компенсирует осмотическое давление растворителя

Таким образом, если переносу вещества в результате осмоса не препятствуют (способствуют) какие-либо силы (силы тяжести при горизонт расположении сосудов), то концентрация в контактирующих сосудах выравнивается полностью, если препятствуют (способствуют) (силы тяжести при вертикальном расположении сосудов), то концентрация выравнивается лишь частично.

Осмотическое давление (π) может быть определено при помощи уравнения Вант-Гоффа, которое для молекулярных растворов имеет вид:π = cRT

В растворах электролитов общее число частиц растворенного вещества превышает число молекул (вследствие диссоциации молекул),что учитывают, вводя в уравнение Вант-Гоффа изотонический коэффициент (i): i = 1 + α(ν – 1),

Для разбавленных растворов слабых электролитов уравнение Вант-Гоффа: π = icRT

Для дисперсных систем осмотическое давление выражается уравнением Вант-Гоффа в виде:

 

 
 

 


56.Седиментация частиц ДФ.

СедиментациЯ -процесс оседания или всплывания ч-ц ДФ в ДС, обусловл различиями в плотностях ДФ и ДСр. Оседание частиц ДФ (при ρДФ > ρДСр) наз-ся прямой, а всплывание (при ρДФ < ρДСр) – обратной седиментацией. На покоящуюся частичку ДФ в ДСр действует две силы: сила Архимеда (FA) и сила тяжести (Fg): FA = V ρДСр g, Fg = V ρДФ g, отсюда F сед = FgFA = V (ρДФ – ρДСр) g. Прямая седимент происх при усл, что F сед > 0 (Fg > FA), в обратная – F сед < 0 (Fg < FA). При ламинарном дв-ии ч-ц ДФ в ДСр возникает сила сопротивл (тр) F тр, замедл-ая их дв-ие: F тр = B ϑ, где B – коэф-т тр, ϑ – скор седим-ции ч-ц. F = F сед – F тр = V (ρДФ – ρДСр) gB ϑ.

В нач момент дв-ия ϑ мала и ч-ца движ ускоренно; при ув-ии скорости седиментации растет сила тр и при достаточно большом значении коэф-та трения наступает момент, когда сила тр станов равна силе седиментации, равнод-щая этих сил равна нулю (F = 0), скорость седиментации ч-цы станов постоянной и равной:

з-на Стокса: B = 6πη r,

выражение для скорости се-

диментации примет вид:

 

 

По изв скорости седиментации ч-ц ДФ опред их радиус:

Для ускорения процесса седиментацию ч-ц ультрамикрогетерогенных систем часто проводят не в гравитационном, а в центробежном поле (в центрифуге). В этом случае радиус частиц рассчитывают по формуле:

Седиментационный метод анализа в гравитационном поле применим для анализа микрогетерогенных и некоторых грубодисперсных систем Чтобы уравнение седиментации отдельной ч-цы было применимо для всей сов-сти частиц, должно выполняться условие независимости дв-ия каждой ч-цы. Это условие достигается в разбавл системах; иногда в систему необходимо дополнительно вводить стабилизаторы, препятствующие слипанию ч-ц.

Монодисперсные- размеры ч-ц ДФ (дисперсность) одинаковы и все ч-цы оседают с одинаковой скоростью.

Найдя эту скорость в любой момент времени, можно легко определить размер ч-Ц. mt-масса осадка

 

В полидисп системах ч-цы имеют разные размеры (дисперсность) и оседают с разл скоростью. В основу дисперс-ого седиментац-ого анализа полидисп-ых систем положено Предст-ие о том, что системы состоят из неск-их фракций, к-ые можно рассм-ть как отдельные монодисперсные системы.

При седиментационном анализе полидисп-ых систем вначале определяют время полного оседания частиц отдельных фракций после чего графически или аналитически определяют массу этой фракции в системе в целом (mi).

Математ обработку седиментационной кривой проводят при помощи уравнения Одена:

где m – масса ДФ, осевшей к моменту t; mi – масса фракций ч-ц ДФ, полностью осевших к моменту t.

Отрезки OA, OB, OC описывают оседание отдельных фракций; при этом, чем

меньше наклон прямой, тем меньше размер частиц в этой фракции. Закончив анализ системы, строят дифференциальную и интегральную кривые распределения частиц по размерам

При помощи кривых распределения можно определить дисперсность и степень полидисперсности системы, средние значения радиуса, объема и массы частиц дисперсной фазы, удельную поверхность системы и многие другие. чем на большее число фракций будет разбита полидисперсная система, тем в большей степени эти фракции будут соответствовать монодисперсным системам и тем более корректным будет описание системы в целом.

 


Дата добавления: 2015-10-11 | Просмотры: 865 | Нарушение авторских прав







При использовании материала ссылка на сайт medlec.org обязательна! (0.005 сек.)