Седиментационный анализ

Седиментационный анализ

Седиментацио́нный ана́лиз — совокупность методов определения размеров частиц в дисперсных системах и молекулярной массы макромолекул в растворах полимеров по скорости седиментации в условиях седиментационно-диффузного равновесия.

Содержание

Седиментационное равновесие

На сферические дисперсные частицы действуют силой тяжести, пропорциональная кажущейся (с учётом закона Архимеда) массе:

P=\frac{4}{3}r^3 \pi g\Delta\rho,

где \! g — ускорение свободного падения, \! \Delta\rho=\rho_2-\rho_1 — разность плотностей частицы и среды.

Под действием силы \! P частицы начинают ускоренно двигаться, однако при этом на них действует сила сопротивления среды \! F, пропорциональная их скорости \! U, радиусу \! r и вязкости среды \! \eta (закон Стокса):

\! F=6\pi U\eta r.

При возрастании скорости частицы наступает момент, когда сила сопротивления среды F уравновешивает силу тяжести \! P, действующую на частицу и после этого момента частица движется с постоянной скоростью седиментации \! U:

U=\frac{gV\Delta\rho}{6\pi\eta r},

где V=\frac{4}{3}\pi r^3 — объём сферической частицы радиуса r.

При осаждении частиц возникает градиент их концентрации, направленный по направлению силы тяжести, такой градиент приводит к диффузии частиц в направлении их меньшей концентрации, то есть в направлении, обратном направлению седиментации; при этом возможно состояние, когда седиментационный и диффузионный потоки взаимно уравновешиваются — наступает седиментационно-диффузное равновесие, описываемое барометрической формулой:

n_h=n_0\exp \left[-\frac{gVh\Delta\rho}{KT}\right].

Методы седиментационного анализа

Обычно седиментация в гравитационном поле применяется для грубодисперсных систем (суспензий, эмульсий), размер частиц которых превышает 1 мкм. Один из традиционных приборов для этой цели — торсионные весы.

Седиментация в центробежном поле используется для изучения коллоидных систем и растворов полимеров; центробежные ускорения достигают сотен тысяч g и реализуются в ультрацентрифугах с частотой вращения ротора до нескольких десятков тысяч об/мин.

Отношение скорости седиментации к центробежному ускорению (константа седиментации) — важная молекулярно-кинетическая характеристика системы. Она зависит от массы и формы частиц фазы или молекулярной массы макромолекул. Единицей константы седиментации является сведберг, обозначаемый в литературе как большое латинское S.

Эти методы позволяют получать как усреднённую характеристику дисперсности, так и кривые распределения частиц по размерам или массам (для полимеров — молекулярно-массовое распределение).

Литература

1. Ходаков Г. С., Юдкин Ю. П. Седиментационный анализ высокодисперсных систем. — М., 1981.

См. также


Wikimedia Foundation. 2010.

Игры ⚽ Нужно решить контрольную?

Полезное


Смотреть что такое "Седиментационный анализ" в других словарях:

  • Седиментационный анализ —         (a. sedimentation analysis; н. Sedimentationsanalyse; ф. analyse granulometrique par sedimentation, sedimentometrie; и. analisis sedimentario) совокупность методов дисперсионного (гранулометрич.) анализа, в основе к рых лежит зависимость… …   Геологическая энциклопедия

  • седиментационный анализ — В гранулометрии, анализ, основанный на различии скоростей оседания частиц в жидкости или газе; результаты выражаются интегр. и дифференц. кривыми гранулометрич. состава. С.а. можно определять частицы размером от 0,5 до 50 мкм.… …   Справочник технического переводчика

  • седиментационный анализ — nusodinamoji analizė statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Dispersinių dalelių matmenų arba polimero santykinės molekulinės masės nustatymas pagal jų nusėdimo greitį. atitikmenys: angl. sedimentation analysis vok.… …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

  • седиментационный анализ — sedimentacinė analizė statusas T sritis chemija apibrėžtis Dispersinių dalelių matmenų arba polimero santykinės molekulinės masės nustatymas pagal jų nusėdimo greitį. atitikmenys: angl. sedimentation analysis rus. седиментационный анализ …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • седиментационный анализ — анализ с осаждением …   Cловарь химических синонимов I

  • седиментационный анализ — [sedimentation analysis] гранулометрический анализ, основанный на различии скоростей оседания частиц в жидкости или газе; результаты выражаются интеграции и дифференции кривыми гранулометрического состава. Седиментационным анализом можно… …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • Седиментационный анализ —         совокупность методов определения размеров частиц в дисперсных системах по установившейся скорости седиментации (См. Седиментация) и параметрам седиментационно диффузионного, или седиментационного, равновесия (см. Барометрическая формула) …   Большая советская энциклопедия

  • СЕДИМЕНТАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ — см. Дисперсионный анализ …   Химическая энциклопедия

  • СЕДИМЕНТАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ — метод анализа дисперсных систем, с помощью к рого определяют размеры частиц и относит. содержание частиц разл. размеров по скорости седиментации (осаждения ). В лабораторной практике чаще всего применяют весовые методы С. а., осн. на гидростатич …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • СЕДИМЕНТАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ — метод анализа дисперсных систем, с помощью которого определяют размеры частиц и относительное содержание частиц различных размеров по скорости оседания частиц в жидкости. Чаще всего применяют «весовые» методы седиментационного анализа …   Металлургический словарь


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»