13,759 matches
-
cubice, octaedrice, mărimea lor este determinată de o singură valoare - raza, respectiv latura - și se numesc particule izodiametrice. De obicei particulele sunt asimetrice, deci anizodiametrice și pentru a le caracteriza vor fi necesare două sau trei valori. Dacă dimensiunile tuturor particulelor din sistem sunt aceleași, sistemul se numește monodispers și are o valoare unică a gradului de dispersie. În realitate, particulele au dimensiunile cuprinse într-un interval destul de larg și sistemele sunt polidisperse. Deci sistemele tipic coloidale sunt cele ultramicroeterogene. Sistemele
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
particulele sunt asimetrice, deci anizodiametrice și pentru a le caracteriza vor fi necesare două sau trei valori. Dacă dimensiunile tuturor particulelor din sistem sunt aceleași, sistemul se numește monodispers și are o valoare unică a gradului de dispersie. În realitate, particulele au dimensiunile cuprinse într-un interval destul de larg și sistemele sunt polidisperse. Deci sistemele tipic coloidale sunt cele ultramicroeterogene. Sistemele microeterogene având unitatea cinetică de dimensiuni mai mari, au doar unele proprietăți analoage cu cele coloidale. I.2.2.Clasificarea
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
fisuri) capilare în care se găsește gaz sau lichid; ele pot fi deseori confundate cu sistemele coloidale din punct de vedere al suprafeței lor specifice. În sistemele cu un grad de dispersie foarte ridicat, faza dispersă este doar un „germen” particulele ei sunt extrem de mici și în acest caz, nu se poate vorbi de o stare de agregare a mediului de dispersie. Din tabel se vede că nu se cunosc sisteme ultramicro - sau microeterogene G/G. Deci după starea de agregare
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
de adsorbție sau cele etalate) b.sisteme unidimensionale sau cu două dimensiuni dispersate numite și fibrilare (lanțurile macromoleculare rigide cu formă de bastonaș sau dispersii puternic anizometrice) c.sisteme corpusculare - care au trei dimensiuni dispersate la dimensiuni coloidale (dispersii cu particule sferice sau apropiate de forma sferică) d.sisteme coerente - aparent n-au nici o dimensiune dispersată, dar în realitate au o suprafață interfazică mare. Ele se formează din sisteme corpusculare prin unirea acestora printr-un număr limitat de puncte, astfel că
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
elipsoidale de rezoluție în jurul axei mari). c.sisteme lamelare în care două dimensiuni sunt mult mai mari decât a treia (formele poliedrice lamelare sau elipsoizi de rezoluție în jurul axei mici - discuri) Variația suprafeței specifice (suprafața unității de masă) cu forma particulelor fazei disperse este ilustrată pentru câteva cazuri în tabelul 3, din care se remarcă creșterea suprafeței specifice prin trecerea de la forme izometrice la anizometrice. I.2.5. Clasificarea sistemelor disperse după structura unității cinetice și modul de interacțiune cu mediul
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
în întreg spațiul disponibil. Din punct de vedere microscopic procesului de difuzie îi corespunde așa numita mișcare browniană. Cauza difuziei ca și mișcării browniwene este agitația termică dezordonată a moleculelor mediului de dispersie, mișcarea browniană însăși reprezintă agitația haotică a particulelor coloidale. Pentru simplitate vom asimila procesul de difuzie, cu un flux orientat de particule libere caracterizate prin aceiași viteză liniară v. Se admite astfel că toate particulele se mișcă cu o viteză identică într un domeniu de concentrație mai mică
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
așa numita mișcare browniană. Cauza difuziei ca și mișcării browniwene este agitația termică dezordonată a moleculelor mediului de dispersie, mișcarea browniană însăși reprezintă agitația haotică a particulelor coloidale. Pentru simplitate vom asimila procesul de difuzie, cu un flux orientat de particule libere caracterizate prin aceiași viteză liniară v. Se admite astfel că toate particulele se mișcă cu o viteză identică într un domeniu de concentrație mai mică (Figura 2), sub acțiunea gradientului de concentrației. În realitate, difuzia fiind determinată de agitația
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
dezordonată a moleculelor mediului de dispersie, mișcarea browniană însăși reprezintă agitația haotică a particulelor coloidale. Pentru simplitate vom asimila procesul de difuzie, cu un flux orientat de particule libere caracterizate prin aceiași viteză liniară v. Se admite astfel că toate particulele se mișcă cu o viteză identică într un domeniu de concentrație mai mică (Figura 2), sub acțiunea gradientului de concentrației. În realitate, difuzia fiind determinată de agitația termică, toate orientările vitezelor sunt la fel de probabile. Din acest motiv nu se poate
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
sub acțiunea gradientului de concentrației. În realitate, difuzia fiind determinată de agitația termică, toate orientările vitezelor sunt la fel de probabile. Din acest motiv nu se poate vorbi decât de o anumită viteză „efectivă” v pe care trebuie să o aibă toate particulele, pentru ca deplasându-se rectiliniu și uniform, să transporte printr-o anumită secțiune de arie A în timpul t aceeași cantitate de substanță ca aceea care difuzează în realitate, la același gradient de concentrație. Se presupune că difuzia are loc într-un
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
în timpul t aceeași cantitate de substanță ca aceea care difuzează în realitate, la același gradient de concentrație. Se presupune că difuzia are loc într-un cilindru (figura anterioară) de secțiune A și lungime numeric egală chiar cu viteza v a particulelor. În acest cilindru toate partticulele difuzează după o singură direcție (de jos în sus) adică în sensul pozitiv al axei x concentrația scade. Dacă la nivelul x concentrația (molară) este c și potențialul chimic μ la nivelul (x+dx) aceste
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
în sus) adică în sensul pozitiv al axei x concentrația scade. Dacă la nivelul x concentrația (molară) este c și potențialul chimic μ la nivelul (x+dx) aceste mărimi valorează (c dc), respectiv (μ-dμ). Forța motoare a difuziei pentru o particulă va fi gradientul potențialului chimic. II.2.1.Prima lege a lui Fick Forța motoare a difuziei este deci, gradientul presiunii osmotice pe care să-l notăm cu fD și care matematic este definit prin expresia: (1) Semnul minus apare
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
osmotice pe care să-l notăm cu fD și care matematic este definit prin expresia: (1) Semnul minus apare datorită faptului că atunci când x crește se înregistrează o scădere a presiunii osmotice. Pentru a afla forța ce acționează asupra unei particule, va trebui să împărțim la numărul particulelor aflate în unitatea de volum (c∙NA). (2) Particula se depleasează într-un mediu vâscos, forței de divuzie i se opune forța rezistenței vâscoase a lui Stokes, definită de egalitatea: (3) în care
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
fD și care matematic este definit prin expresia: (1) Semnul minus apare datorită faptului că atunci când x crește se înregistrează o scădere a presiunii osmotice. Pentru a afla forța ce acționează asupra unei particule, va trebui să împărțim la numărul particulelor aflate în unitatea de volum (c∙NA). (2) Particula se depleasează într-un mediu vâscos, forței de divuzie i se opune forța rezistenței vâscoase a lui Stokes, definită de egalitatea: (3) în care: * coeficientul de vâscozitate al mediului r raza
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
Semnul minus apare datorită faptului că atunci când x crește se înregistrează o scădere a presiunii osmotice. Pentru a afla forța ce acționează asupra unei particule, va trebui să împărțim la numărul particulelor aflate în unitatea de volum (c∙NA). (2) Particula se depleasează într-un mediu vâscos, forței de divuzie i se opune forța rezistenței vâscoase a lui Stokes, definită de egalitatea: (3) în care: * coeficientul de vâscozitate al mediului r raza particulei sferice v viteza particulei La echilibru, când particula
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
aflate în unitatea de volum (c∙NA). (2) Particula se depleasează într-un mediu vâscos, forței de divuzie i se opune forța rezistenței vâscoase a lui Stokes, definită de egalitatea: (3) în care: * coeficientul de vâscozitate al mediului r raza particulei sferice v viteza particulei La echilibru, când particula se deplasează cu o mișcare uniformă cele 2 forțe sunt egale: (4) respectiv, (5) de unde, (6) Numărul de moli ce difuzează în unitatea de timp, respectiv viteza de difuzie este egal cu
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
volum (c∙NA). (2) Particula se depleasează într-un mediu vâscos, forței de divuzie i se opune forța rezistenței vâscoase a lui Stokes, definită de egalitatea: (3) în care: * coeficientul de vâscozitate al mediului r raza particulei sferice v viteza particulei La echilibru, când particula se deplasează cu o mișcare uniformă cele 2 forțe sunt egale: (4) respectiv, (5) de unde, (6) Numărul de moli ce difuzează în unitatea de timp, respectiv viteza de difuzie este egal cu numărul de moli existenți
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
Particula se depleasează într-un mediu vâscos, forței de divuzie i se opune forța rezistenței vâscoase a lui Stokes, definită de egalitatea: (3) în care: * coeficientul de vâscozitate al mediului r raza particulei sferice v viteza particulei La echilibru, când particula se deplasează cu o mișcare uniformă cele 2 forțe sunt egale: (4) respectiv, (5) de unde, (6) Numărul de moli ce difuzează în unitatea de timp, respectiv viteza de difuzie este egal cu numărul de moli existenți în cilindru, matematic exprimat
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
din relația 6 rezultă dx dp Nr S dt dn (8) Ținând cont de legea lui van’t Hoff , (9) prin derivare se obține (10) astfel expresia (7) devine (11) Pentru un sistem cu o anumită vâscozitate și rază a particulelor, factorul ce înmulțește gradientul de concentrație este constant, se notează cu D și se numește coeficient de difuzie. (12) Cu această notație ecuația (11) poate fi scrisă sub forma: (13) Această relație reprezintă prima lege a lui Fick sau legea
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
sub forma: (13) Această relație reprezintă prima lege a lui Fick sau legea fundamentală a difuziei. Trebuie menționat faptul că în toate considerațiile care au condus la prima lege a lui Fick nu s a făcut nicio presupunere cu privire la forma particulelor. De asemenea din legea fundamentală a difuziei rezultă că între coeficientul de difuzie și rază există un raport invers proporțional, ceea ce explică difuzia lentă a particulelor coloidale mari. II.2.2. A doua lege a lui Fick. Valorile absolute ale
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
la prima lege a lui Fick nu s a făcut nicio presupunere cu privire la forma particulelor. De asemenea din legea fundamentală a difuziei rezultă că între coeficientul de difuzie și rază există un raport invers proporțional, ceea ce explică difuzia lentă a particulelor coloidale mari. II.2.2. A doua lege a lui Fick. Valorile absolute ale coeficientului de difuzie se pot obține cu ajutorul legii a doua a lui Fick, care este de fapt extinderea primei legi în condițiile în care gradientul de
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
universale. Dacă se ține cont de difuzia după toate cele trei direcției ale spațiului, se obține forma cea mai generală: (20) II.2.3. Aplicațiile practice ale legilor de difuzie Măsurând experimental viteza de difuzie, s-ar putea calcula raza particulelor coloidale, respectiv gradul de dispersie D. Astfel prima legea a lui Fick poate fi integrată în raport cu timpul, dacă gradul de concentrație se consideră constant: (21) Această condiție s-ar realiza lucrând cu soluții de concentrație diferită c1 și c2 separate
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
cunoscut fiindcă lungimea porilor nu coincide cu grosimea membranei și (S) secțiunea tuturor porilor prin care are loc diuzia, trebuie evaluată experimental. Legea a doua alui Fick a fost aplicată pentru determinarea coeficientului de difuzie la soluri metalice, presupunând că particulele sunt sferice, s-a evaluat raza. În scop orientativ se dau câteva soluri: Valorile obținute pentru determinarea particulelor au fost verificate și prin alte metode găsindu se o bună concordanță. Din datele prezentate se observă că la soluri coeficientul de
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
diuzia, trebuie evaluată experimental. Legea a doua alui Fick a fost aplicată pentru determinarea coeficientului de difuzie la soluri metalice, presupunând că particulele sunt sferice, s-a evaluat raza. În scop orientativ se dau câteva soluri: Valorile obținute pentru determinarea particulelor au fost verificate și prin alte metode găsindu se o bună concordanță. Din datele prezentate se observă că la soluri coeficientul de difuzie este mult mai mic decât la soluții - dispersii moleculare - la care ordinul de mărime este 10-5 cm
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
la soluri coeficientul de difuzie este mult mai mic decât la soluții - dispersii moleculare - la care ordinul de mărime este 10-5 cm 2∙sec-1. Trebuie precizat că relația lui Enstein pentru coeficientul de difuzie este valabilă nu numai pentru cazul particulelor sferice suficient de mari, comparativ cu drumul liber mijlociu al moleculelor mediului de dispersie. Pentru cazul în care r<l, sau particulele sunt nesferice se utilizează pentru coeficientul de difuzie, ecuația: (25) în care A are diverse expresii funcție de forma
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
2∙sec-1. Trebuie precizat că relația lui Enstein pentru coeficientul de difuzie este valabilă nu numai pentru cazul particulelor sferice suficient de mari, comparativ cu drumul liber mijlociu al moleculelor mediului de dispersie. Pentru cazul în care r<l, sau particulele sunt nesferice se utilizează pentru coeficientul de difuzie, ecuația: (25) în care A are diverse expresii funcție de forma particulei. Astfel în 1936 Perrin propune pentru particulele coloidale elipsoidale expresia: (26) în care: D0 - coeficientul de difuzie a particulei sferice ; a
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]