Методы определения устойчивости дисперсных систем

Реклама
Национально исследовательский Томский политехнический
университет
Диагностика устойчивости дисперсных
систем
• Лекция 2
лектор к.х.н., доцент ОНХ Перевезенцева Дарья Олеговна
План лекции
• 1. Виды устойчивости дисперсных
систем.
• 2. Нестабильность дисперсных систем.
• 3. Методы определения устойчивости
дисперсных систем.
Устойчивость дисперсных систем
• Устойчивость дисперсной системы –
неизменность во времени ее основных
параметров: дисперсности и равномерного
распределения частиц дисперсной фазы в
дисперсионной среде.
Виды устойчивости дисперсных
систем
• 1. Агрегативная (термодинамическая) способность частиц дисперсной фазы оказывать
сопротивлению слипанию и тем самым
удерживать определенную степень дисперсности
(способность сохранять размер частиц
дисперсной фазы).
• 2. Седиментационная (кинетическая) –
устойчивость дисперсной фазы по отношению к
силе тяжести (способность сохранять
равномерное распределение частиц дисперсной
фазы по объему дисперсионной среды).
Факторы агрегативной устойчивости
• 1. Электростатический – наличие ДЭС на
поверхности частиц.
у
д
т
п
п
Г
н
п
(
Факторы агрегативной устойчивости
• Адсорбционно - сольватный – любая
коллоидная частица окружена сольватной
оболочкой растворителя, препятствующей
сближению частиц.
Факторы агрегативной устойчивости
• Энтропийный – стремление частиц
дисперсной фазы к равномерному
распределению по объему дисперсионной
среды.
Нестабильность дисперсных систем
• Дисперсные системы обладают большой удельной
поверхностью частиц дисперсной фазы, избыточной
свободной энергией все они термодинамически
неустойчивы.
Термодинамическая (агрегативная)
• неустойчивость проявляется в постепенном
увеличении размеров частиц дисперсной
фазы их агрегирования. Термодинамической
причиной является избыточная
поверхностная энергия – избыток свободной
энергии (энергии Гемгольца) на поверхности
частиц дисперсной фазы по сравнению со
свободной энергией в объеме вещества.
• При воздействии на систему гравитационных сил
возможно три случая:
• 1.Частицы таких размеров, что они равномерно
распределены в объеме дисперсной фазы.
• 2. Если частицы крупные, то в поле силы тяжести
происходит их оседание. Изучая скорость оседания
можно определить размер частиц.
• 3.Если частицы по объему сосуда распределены
неравномерно, то имеем дело с седиментационно
диффузионным равновесием.
Методика эксперимента
Метод седиментационного
анализа
9η ⋅ H
r=
(1),
2g(ρ − ρ0 ) ⋅ t
где η – динамическая вязкость среды (Па·с),
ρ – плотность порошка (кг/м3),
ρ0 – плотность седиментационной жидкости
(кг/м3),
g = 9,81– ускорение свободного падения
(м/с2),
H – глубина погружения чашечки (путь) (м),
Торсионные весы
t – время (с).
Представление результатов седиментационного
анализа
Определение дисперсного состава меди
Рис. 1. Кривая седиментации суспензии меди 1,2- порошки
меди, полученные ЭВП, 3- порошок меди, полученный
методом распылением расплава
Кривые распределения частиц в
порошках меди
q/dr, 1·108
25
20
15
1
10
5
2
3
0
0
2
4
6
8
10
12
r(ср), мкм
Рис. 2. Дифференциальные кривые распределения частиц в
порошках меди: 1,2- порошки меди, полученные ЭВП, 3 – ПМС меди
Похожие документы
Скачать