Експериментальна частина. 1. Одержати у викладача або лаборанта назву та питому вагу дисперсної фази. l (m) B C m¥

1. Одержати у викладача або лаборанта назву та питому вагу дисперсної фази.

l (m) B C m¥ r3 r(min) m3 r2 m2 r1 m1   0 t1 t2 t3 t¥ t   Рис. 1. Седиментаційна крива полідисперсної системи

2. Відкривши кран (3), затягнути дисперсійне середовище у нахилений манометр (2) до максимуму (l_max) та швидко закрити кран (3) і зняти грушу.

3. За допомогою змішувача підняти частинки дисперсної фази до самого верху.

4. Відкрити кран (3), увімкнути секундомір та одночасно записати значення l₀ у манометрі.

5. Занотувати зміни l за часом. Інтервал реєстрації часу вибирають довільно. Якщо рівень рідини швидко змінюється, то цей інтервал повинен складати Dt 2 5 с. Наприкінці досліду, коли рівень рідини змінюється повільно, інтервал вимірювань Dt може складати від 10 до 30 с.

6. Записати одержані дані в табл. 1.

7. За даними табл. 1 побудувати седиментаційну криву.

3. Обробка результатів

1. Для одержання кривої розподілу частинок дисперсної фази за розмірами на седиментаційній кривій довільно вибирають 6-8 точок, що відповідають певним радіусам частинок, і через них проводять дотичні до кривої, які продовжують до перетину з віссю ординат. Одержані на осі ординат відрізки 0m₁, m₁m₂, m₂m₃ і т.д. відповідають масі кожної з вибраних фракцій дисперсної фази (частинок із заданим інтервалом розмірів).

Рис. 2. Седиментометр Вігнера

2. Для визначення масової частки g (процентного вмісту) кожної фракції визначають довжину відрізків 0m₁, m₁m₂, m₂m₃ і т.д. та знаходять їх відношення до довжини відрізка 0m_¥, що відповідає сумарній масі всіх фракцій (значення 0m_¥ одержують, продовживши горизонтальний відрізок ВС кривої седиментації до перетину з віссю ординат).

3. Радіус частинок різних фракцій розраховують за формулою (1.2). Одержані дані заносять до табл. 1.

4. За даними табл. 1 будують криву розподілу частинок дисперсної фази за розмірами (рис. 3), відкладаючи на осі абсцис значення радіусів частинок, і середніх між двома вимірами:

g/Dr     rmin rn rn+1 rmax r, мкм   Рис. 3. Крива розподілу частинок дисперсної фази за розмірами

, (1.3)

а на осі ординат - величину g/Dr, яка відповідає масовій частці кожної фракції, віднесеної до інтервалу радіусів Dr = r_n+1 - r. На осі абцис слід відкладати також значення радіусів частинок.

5. Щоб визначити за кривою розподілу частку частинок з розмірами від r_n до r_n+1, потрібно знайти відношення площі, що відповідає цій фракції (на рис. 3 вона заштрихована), до всієї площі, обмеженої кривою.

Таблиця 1

Контрольні запитання

1. Які явища відображають молекулярно-кінетичні властивості дисперсних систем?

2. Яке явище називають седиментацією? У яких системах вона можлива?

3. Яке рівняння визначає швидкість седиментації? У яких межах воно виконується?

4. Які особливості седиментації золів? Яке рівняння визначає ці особливості? Зміною яких параметрів системи можна змінювати швидкість осідання частинок?

5. Викладіть теоретичні основи седиментаційного аналізу. Що характеризує константа седиментації?

6. Частинки бентоніту дисперсністю D=0,8 мкм^-1 осідають у водному середовищі під дією сили тяжіння. Визначте час осідання t₁ на відстані h=0,1м, якщо питома вага бентоніту r=2,1 г/см³ та середовища r₀=1,1 г/см³ ; в'язкість середовища h = 2^.10^-3 Па^.с. Наскільки швидше будуть седиментувати ці частинки на ту саму відстань у центрифузі, якщо початкова відстань від осі обертання x₀ =0,15 м, а швидкість обертання центрифуги - n=600 об/с?

7. За який час сферичні частинки скла осядуть у воді на відстань 1 см, якщо дисперсність складає: а) 0,1 мкм^-1 ; б) 1 мкм^-1 ; в) 10 мкм^-1 ? Питома вага скла та води дорівнюють 2,4 та 1,0 г/см³ відповідно, в'язкість води 1^.10^-3 Па^.с.

Розділ 2. Поверхневий натяг та адсорбція