4,090 matches
-
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 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
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 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 particulei. Astfel în 1936 Perrin propune pentru particulele coloidale elipsoidale expresia: (26) 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]
-
Ținând cont de laturile aplicative ale fenomenului de difuzie, au existat preocupări de elaborare a unor metode experimentale, care se bazează pe realizarea limitei de separație netă între sistemul analizat și cel de referință, care de obicei este mediul de dispersie sau în cadrul soluțiilor - solvent pur. Pentru a realiza o limită de separație netă între sistem și solvent se folosesc celulele glisante ca în figura de mai jos: Din figură se vede că pe măsură ce difuzia avansează, schimbarea de concentrație este observată
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
metoda interferenței. În continuare vom reda variația concentrației (a) și a gradientului (b) corespunzător în timpul difuziei: Se observă că după un timp dat t, de la începutul difuziei, concentrația scade în partea soluției (sistemului) și crește simetric în partea mediului de dispersie (solventului); pentru orice timp diferit de zero - concentrația la limita inițială de separație, limită arbitrar fixată la x=0, are valoarea constantă c0/2. Dependența concentrației de distanța x de la limita de separație, după trecerea timpului t1 se obține prin
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
lui Stokes - Enstein: (37) iar pentru particulele asimetrice, coeficientul de difuzie este în mod corespunzător mai mic. Determinarea coeficientului de difuzie se face cu ajutorul unor aparate, dispozitive numite difuziometre. II.3. Sedimentarea Particulele dintr-un sistem coloidal având mediul de dispersie lichid sau gazos sedimentează sub acțiunea unei forțe exterioare de exemplu sub acțiunea forței gravitaționale sau centrifugale. Sedimentarea conduce în cele din urmă la separarea sistemului în două straturi: unul în care concentrația fazei disperse este maximă - sedimentul - și 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]
-
unei forțe exterioare de exemplu sub acțiunea forței gravitaționale sau centrifugale. Sedimentarea conduce în cele din urmă la separarea sistemului în două straturi: unul în care concentrația fazei disperse este maximă - sedimentul - și un strat ce conține doar mediul de dispersie. În același timp particulele sunt supuse unui proces de difuzie care tinde să egalizeze concentrația fazei disperse în întregul sistem. Ținând cont de cele menționate la difuzie se poate intui faptul că sedimentarea predomină în sisteme cu particule relativ grosiere
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 depunerea particulelor fazei disperse sub acțiunea forței gravitaționale sau a forței centrifuge. o sistemul dispers se separă în două straturi: un strat în care concentrația fazei disperse este maximă numit sediment și un strat care conține doar mediul de dispersie. Așadar, după natura forței care determină sedimentarea, se disting două tipuri de sedimentări: în câmp gravitațional sedimentare în câmp centrifugal II.3.1. Sedimentarea în câmp gravitațional Sedimentarea în câmp gravitațional este forma cea mai veche a analizei de sedimentare
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
46) Astfel cantitatea acumulată în timpul t este dată de expresia: (47) Ecuația are o importanță deosebită în practică. Determinând în baza măsurătorilor experimentale cantitatea de sediment acumulată întrun anumit interval de timp se poate calcula raza particulelor, respectiv gradul de dispersie care este o măsură a suprafeței specifice. Tratarea teoretică a sedimentării în câmp gravitațional discutată are ca premisă de bază „sistemul monodispers”. Practica a demonstrat că sistemele reale sunt cele „polidisperse” încât au existat preocupări de extindere a teoriei sedimentometrice
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
caracteristici: raza particulei = 10-7cm, viteza sedimentării = , densitatea particulei = 2.7g / cm 3 , timpul necesar pentru a se cufunda cu 1 cm este de 100 ani. Acesta este inconvenientul utilizării sedimentării în cămp gravitațional la sistemele cu un grad avansat de dispersie (emulsii, suspensii). Aceste precizări sau constatări le-a făcut Dumanski (1912), propunând utilizarea sedimentării în câmp centrifugal pentru sistemele cu grad de dispersie ridicat. Se atrage atenția că în realitate, pentru un grad de dispersie suficient de mare, se stabilește
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
100 ani. Acesta este inconvenientul utilizării sedimentării în cămp gravitațional la sistemele cu un grad avansat de dispersie (emulsii, suspensii). Aceste precizări sau constatări le-a făcut Dumanski (1912), propunând utilizarea sedimentării în câmp centrifugal pentru sistemele cu grad de dispersie ridicat. Se atrage atenția că în realitate, pentru un grad de dispersie suficient de mare, se stabilește așa-numitul echilibrul sedimentare-difuzie care va fi abordat într-un paragraf viitor. II.3.2. Sedimentarea în câmp centrifugal Deoarece sedimentarea în câmpul
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
cu un grad avansat de dispersie (emulsii, suspensii). Aceste precizări sau constatări le-a făcut Dumanski (1912), propunând utilizarea sedimentării în câmp centrifugal pentru sistemele cu grad de dispersie ridicat. Se atrage atenția că în realitate, pentru un grad de dispersie suficient de mare, se stabilește așa-numitul echilibrul sedimentare-difuzie care va fi abordat într-un paragraf viitor. II.3.2. Sedimentarea în câmp centrifugal Deoarece sedimentarea în câmpul gravitațioonal nu se poate aplica decât pentru sisteme cu grad de dispersie
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
dispersie suficient de mare, se stabilește așa-numitul echilibrul sedimentare-difuzie care va fi abordat într-un paragraf viitor. II.3.2. Sedimentarea în câmp centrifugal Deoarece sedimentarea în câmpul gravitațioonal nu se poate aplica decât pentru sisteme cu grad de dispersie mic, Dumanski a propus în cazul sistemelor cu grad de dispersie mai ridicat utilizarea centrifugei. Prin aplicarea unui câmp centrifugal convenabil, orice sistem dispers poate fi sedimentat, astfel că pot fi obținute în principal aceleași informații ca și în cazul
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
va fi abordat într-un paragraf viitor. II.3.2. Sedimentarea în câmp centrifugal Deoarece sedimentarea în câmpul gravitațioonal nu se poate aplica decât pentru sisteme cu grad de dispersie mic, Dumanski a propus în cazul sistemelor cu grad de dispersie mai ridicat utilizarea centrifugei. Prin aplicarea unui câmp centrifugal convenabil, orice sistem dispers poate fi sedimentat, astfel că pot fi obținute în principal aceleași informații ca și în cazul sedimentării gravitaționale: mărimea particulelor și distribuția acestora după mărime ori masă
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
monodisperse se consideră o cuvă în care se află sistemul de analizat. După un interval de timp t se separă două straturi, distanța până la limita de separație este x1. Deplasarea în timp a limitei de separație: fază dispersă/mediu de dispersie la ultracentrifugare în sistem monodispers, schematic poate fi reprezentată astfel: O aplicație deosebită o reprezintă raportul f/f0, adică raportul dintre coeficientul de frecare real f al particulei și cel corespunzător sferei nesolvatate de rază r0, deci: (14) poate constitui
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
ecuații: * pentru b/a < 1 (elipsoizi „alungiți”) (15) * pentru b/a > 1 (elipsoizi „turtiți”) (16) În figura 13 sunt descrise curbele calculate de Oncley pentru raportul de frecare drept funcție atât de asimetrie cât și de hidratare cu aplicație la dispersii apoase de proteine. Este interesant de remarcat că particulele încărcate electric prezintă o viteză de sedimentare mai redusă decât cele lipsite de stratul dublul electric. Dacă v0 este viteza de sedimentare - cădere - a particulei neîncărcate, viteza celei care posedă potențial
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
cazul particulelor mai mici decât 1μm, viteza de sedimentare devine 82 atât de mică în câmp gravitațional încât efectul este practic anulat prin difuzie și convecție. Folosind forța centrifugală în locul celei gravitaționale, sedimentarea se poate aplica la caracterizarea sistemelor cu dispersia avansată și în particular, la cele de origine biologică cum sunt proteinele, acizii nucleici și virușii. Frecvent limitele de separație apar șterse, datorită trecerii continue de la o fracțiune la alta, pentru sistemele ce conțin un număr mare de fracțiuni. O
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
directe a masei de particulă sau a masei moleculare. Pentru deducerea unei expresii de legătură între masă și mărimile furnizate de analiza sedimentrometrică se pleacă de la considerente că 84 forța sub acțiunea căreia un mol de particule prin mediul de dispersie sub acțiunea câmpului centrifugal este dată de expresia: (18) în care A - masa mediului de dispersie deslocuit de un mol de particule a fazei dispersate înmulțită cu forța centriufugală (19) în care V - volumul de lichid deslocuit iar d - densitatea
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
masă și mărimile furnizate de analiza sedimentrometrică se pleacă de la considerente că 84 forța sub acțiunea căreia un mol de particule prin mediul de dispersie sub acțiunea câmpului centrifugal este dată de expresia: (18) în care A - masa mediului de dispersie deslocuit de un mol de particule a fazei dispersate înmulțită cu forța centriufugală (19) în care V - volumul de lichid deslocuit iar d - densitatea. Dacă se notează cu VS volumul specific al fazei disperse atunci volumul și făcând această substituție
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
particulelor fazei disperse, sub acțiunea forței gravitaționale. Deci, sedimentarea ar duce în cele din urmă la separarea sistemul dispers în două straturi: un strat unde concentrația în fază dispersă este maximă - sedimentul - și un strat ce conține doar mediul de dispersie. Procesului de sedimentare i se opune însă difuzia spontană care tinde să egalizeze concentrația fazei disperse în întreg sistemul. Procesele de sedimentare predomină în sistemele grosiere, deci cu dispersie grosieră, de unde avem: (1) iar cele de difuzie în sistemele 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]
-
este maximă - sedimentul - și un strat ce conține doar mediul de dispersie. Procesului de sedimentare i se opune însă difuzia spontană care tinde să egalizeze concentrația fazei disperse în întreg sistemul. Procesele de sedimentare predomină în sistemele grosiere, deci cu dispersie grosieră, de unde avem: (1) iar cele de difuzie în sistemele cu dispersie înaintată, conform ecuației: (2) Procesele de difuzie și sedimentare, se comportă reciproc, pentru un sistem dat, ducând la stabilirea echilibrului de sedimentare-difuzie, denumit și echilibru de sedimentare. În funcție 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]
-
Procesului de sedimentare i se opune însă difuzia spontană care tinde să egalizeze concentrația fazei disperse în întreg sistemul. Procesele de sedimentare predomină în sistemele grosiere, deci cu dispersie grosieră, de unde avem: (1) iar cele de difuzie în sistemele cu dispersie înaintată, conform ecuației: (2) Procesele de difuzie și sedimentare, se comportă reciproc, pentru un sistem dat, ducând la stabilirea echilibrului de sedimentare-difuzie, denumit și echilibru de sedimentare. În funcție de forța care determină sedimentarea, se disting: * echilibrul de sedimentare în câmp gravitațional
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
astfel încât concentrația lor scade cu înălțimea conform legii barometrice; această scădere este cu atât mai rapidă cu cât particulele sunt mai mari. Deci se poate conchide faptul că sistemele disperse cu particule mari sunt instabile, în timp ce, odată cu creșterea gradului de dispersie, sistemele posedă o anumită stabilitate cinetică. Astfel sistemele cu grad de dispersie ridicat - solurile - sunt suficient de stabile cinetic, pe când cele cu grad de dispersie coborât - suspensiile - posedă o instabilitate cinetică. II.4.2. Echilibrul de sedimentare în camp centrifugal
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
cu atât mai rapidă cu cât particulele sunt mai mari. Deci se poate conchide faptul că sistemele disperse cu particule mari sunt instabile, în timp ce, odată cu creșterea gradului de dispersie, sistemele posedă o anumită stabilitate cinetică. Astfel sistemele cu grad de dispersie ridicat - solurile - sunt suficient de stabile cinetic, pe când cele cu grad de dispersie coborât - suspensiile - posedă o instabilitate cinetică. II.4.2. Echilibrul de sedimentare în camp centrifugal Pentru a deduce expresia cantitativă a echilibrului de sedimentare în câmp centrifugal
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
conchide faptul că sistemele disperse cu particule mari sunt instabile, în timp ce, odată cu creșterea gradului de dispersie, sistemele posedă o anumită stabilitate cinetică. Astfel sistemele cu grad de dispersie ridicat - solurile - sunt suficient de stabile cinetic, pe când cele cu grad de dispersie coborât - suspensiile - posedă o instabilitate cinetică. II.4.2. Echilibrul de sedimentare în camp centrifugal Pentru a deduce expresia cantitativă a echilibrului de sedimentare în câmp centrifugal, se face un raționament analog cu cel al sedimentării în câmp gravitațional. Considerând
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
lui Laplace care a fost inițial fundamentată pentru a explica repartiția în înălțime a presiunii (sau concentrației) aerului. Perrin 1905 a extins legea lui Laplace de la sistemele omogene (gaze, soluții) la sistemele coloidale, inclusiv la cele cu un grad de dispersie relativ mic (emulsii, suspensii). Aplicabilitatea acestei legi pentru un sistem dispers, și anume o suspensie apoasă de gumă - gută a fost verificată astfel de către Perrin. Se determină înălțimea x1/2 la care concentrația particulelor scade la jumătate c=c0/2
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]