2,030 matches
-
retardarea este de numai 2%. În condiții mai generale viteza de sedimentare (ca și coeficientul de frecare) se poate obține prin analiză numerică .În 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
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 frecare) se poate obține prin analiză numerică .În 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
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
masa. Trebuie menționat faptul că pentru sistemele liofobe unitatea cinetică este agregatul rezultat din n molecule cu masa M. (27). II.4. Echilibrul de sedimentare S-a arătat că prin sedimentare, se înțelege depunerea 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
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 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 * echilibrul de sedimentare în câmp centrifugal II.4.1. Echilibrul de sedimentare în câmp gravitațional Pentru a putea stabili expresia cantitativă a echilibrului de sedimentare în câmp gravitațional, ne vom imagina un cilindru cu secțiunea S și înălțimea egală 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]
-
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 * echilibrul de sedimentare în câmp centrifugal II.4.1. Echilibrul de sedimentare în câmp gravitațional Pentru a putea stabili expresia cantitativă a echilibrului de sedimentare în câmp gravitațional, ne vom imagina un cilindru cu secțiunea S și înălțimea egală cu viteza de deplasare a particulelor(v), în 88 interiorul căruia se află sistemul dispers, 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]
-
În funcție de forța care determină sedimentarea, se disting: * echilibrul de sedimentare în câmp gravitațional * echilibrul de sedimentare în câmp centrifugal II.4.1. Echilibrul de sedimentare în câmp gravitațional Pentru a putea stabili expresia cantitativă a echilibrului de sedimentare în câmp gravitațional, ne vom imagina un cilindru cu secțiunea S și înălțimea egală cu viteza de deplasare a particulelor(v), în 88 interiorul căruia se află sistemul dispers, a căror unități cinetice difuzează în sensul pozitiv al axei x, fiind solicitate în
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
S și înălțimea egală cu viteza de deplasare a particulelor(v), în 88 interiorul căruia se află sistemul dispers, a căror unități cinetice difuzează în sensul pozitiv al axei x, fiind solicitate în sens invers să sedimenteze sub acțiunea câmpului gravitațional. Concentrația particulelor va varia cu înălțimea. Viteza de difuzie în conformitate cu prima lege a lui Fick este dată de expresia:(3) Viteza de sedimentare în câmp gravitațional este de forma: (4) Echilibrul de sedimentare se manifestă prin aceea că în orice
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
pozitiv al axei x, fiind solicitate în sens invers să sedimenteze sub acțiunea câmpului gravitațional. Concentrația particulelor va varia cu înălțimea. Viteza de difuzie în conformitate cu prima lege a lui Fick este dată de expresia:(3) Viteza de sedimentare în câmp gravitațional este de forma: (4) Echilibrul de sedimentare se manifestă prin aceea că în orice secțiune a coloanei de sistem dispers, viteza de sedimentare devine egală cu viteza de difuzie, rezultând egalitatea:(5) respectiv (6) sau introducând masa aparentă (7) Separând
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
Perrin a extins această lege la sisteme omogene și la sisteme disperse, găsind o foarte bună concordanță între teorie și datele experimentale. Dacă se reprezentă grafic dependența dintre concentrație și înălțimea x, se obține o curbă exponențială. Deci, în câmp gravitațional, particulele coloidale se repartizează 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
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 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 expresia cantitativă a echilibrului de sedimentare în câmp centrifugal exprimată în număr de moli ce sedimentează în unitatea de timp,(10) și egalând cu cea corespunzătoare vitezei de difuzie (11) (12) regrupând termenii : (13) integrând:(14) Relația permite evaluarea
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
centrifugal, deși permite doar determinarea masei, nefurnizând indicații la dimensiuni, polidispersitate, ea este deosebit de importantă fiind o metodă comodă și în același timp precisă. II.4.3. Aplicații practice ale echilibrelor de sedimentare O aplicabilitate deosebită a sedimentărilor în câmp gravitațional este legată de legea hipsometrică sau barometrică a 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
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
Calculul simplu ar arăta că în cazul moleculelor cu dimensiuni extrem de mici față de ale particulelor coloide x1/2 crește enorm: de exemplu pentru molecula de oxigen (cu diametru 2.7∙10-8cm), x1/2=5km se vede deci, că în câmpul gravitațional, particulele - molecule sau particule coloide - se repartizează astfel încât concentrația lor scade cu înălțimea conform legii barometrice; această scădere este cu atât mai rapidă cu cât particulele sunt mai mari. Se spune că sistemele formate din astfel de particule sunt instabile
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 cele menționate, se deduce că echilibrul de sedimentare se va realiza cu atât mai încet cu cât sistemele sunt constituite din particule mai mici. Se poate preciza în continuare faptul că echilibrul de sedimentare intervine nu numai în câmpul gravitațional ci și în cel centrifugal, acest fapt are loc dacă particulele sunt relativ ușoare sau câmpul centrifugal este redus, adică atunci când difuzia este comparabilă cu sedimentarea. Într-adevăr, viteza de sedimentare dx/dt în câmp centrifugal este dată de relația
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
și (17) expresia vitezei devine:(18) egalând această viteză cu cea de difuzie dată de relația (19) se obține în final după integrare o expresie de forma (20) Aceasta permite calculul masei moleculare Mc. Se poate concluziona faptul că sedimentarea gravitațională se aplică în domeniul coloizilor de dispersie în evaluarea dimensiunii și masei unității cinetice, iar sedimentarea centrifugală în domenilul coloizilor moleculari furnizând informații asupra dimensiunilor, maselor moleculare diferiților coeficienți, a formei particulelor, a proprietăților moleculei de dispersie și deci implicit
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
dimensiunilor, maselor moleculare diferiților coeficienți, a formei particulelor, a proprietăților moleculei de dispersie și deci implicit rezultă că și echilibrul de sedimentare posedă o astfel de aplicabilitate, alături de faptul că permite și determinarea curbelor de distribuție. Echilibrul de sedimentare atât gravitațional cât și centrifugal, are deci vaste aplicații, în special, la caracterizarea macromoleculelor biologice, proteine și acizi nucleici, precum și la caracterizarea polimerilor sintetici, a sistemelor polimerice reactive. CAPITOLUL III APARATURA UTILIZATĂ ÎN ANALIZA SEDIMENTOMETRICĂ Aparatura utilizată în analiza sedimentometrică este 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]
-
special, la caracterizarea macromoleculelor biologice, proteine și acizi nucleici, precum și la caracterizarea polimerilor sintetici, a sistemelor polimerice reactive. CAPITOLUL III APARATURA UTILIZATĂ ÎN ANALIZA SEDIMENTOMETRICĂ Aparatura utilizată în analiza sedimentometrică este funcție de forța care determină sedimentarea, distingându-se în câmp gravitațional și câmp centrifugal. III.1. Aparatura utilizată în analiza sedimentometrică în câmp gravitațional Multiplele metode existente pot fi grupate în metode frontale și metode zonale. * Metodele frontale pornesc de la suspensii omogenizate, de o anumită înălțime H determinându-se cantitatea 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]
-
sintetici, a sistemelor polimerice reactive. CAPITOLUL III APARATURA UTILIZATĂ ÎN ANALIZA SEDIMENTOMETRICĂ Aparatura utilizată în analiza sedimentometrică este funcție de forța care determină sedimentarea, distingându-se în câmp gravitațional și câmp centrifugal. III.1. Aparatura utilizată în analiza sedimentometrică în câmp gravitațional Multiplele metode existente pot fi grupate în metode frontale și metode zonale. * Metodele frontale pornesc de la suspensii omogenizate, de o anumită înălțime H determinându-se cantitatea de sediment depusă pe talerul unei balanțe sau variația concentrației în timp. Metodele frontale
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
rar. Balanța Figurovski prezintă avantajul că datorită sensibilității pot fi studiate suspensiile foarte diluate. În același timp permite modificarea înălțimii suspensiei funcție de mărimea particulelor. Datele experimentale sunt apoi prelucrate așa cum s-a menționat în cazul sedimentării sistemelor polidisperse în câmp gravitațional, respectiv se trasează curba de sedimentare și curba diferențială de distribuție. Dintre metodele incrementale se poate aminti metoda pipetei, care utilizează un dispozitiv simplu, ceea ce a permis aplicabilitatea frecventă în laboratoarele de pedologie. Un cilindru de sedimentare prevăzut cu 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]
-
coloanei scade în timp. Valorile x citite de pe fotografie la diferite intervale de timp permit calcularea razei, respectiv a gradului de dispersie. De asemenea, datele experimentale permit și evaluarea masei. Dintre multiplele aplicații ale sedimentometriei moderne, atât centrifugală cât și gravitațională, se pot aminti cele din domeniul biologiei, cum ar fi separarea virusurilor, a feriților, în chimia substanțelor albuminoide, chimia celulozei, a polimerilor și tehnologia silicaților (argile, pământuri), în agronomie, în purificarea aerului. CAPITOLUL IV STUDIUL PRIN 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]
-
gravitațională, se pot aminti cele din domeniul biologiei, cum ar fi separarea virusurilor, a feriților, în chimia substanțelor albuminoide, chimia celulozei, a polimerilor și tehnologia silicaților (argile, pământuri), în agronomie, în purificarea aerului. CAPITOLUL IV STUDIUL PRIN SEDIMENTARE ÎN CÂMP GRAVITAȚIONAL A TUFULUI VULCANIC IV.1. Tufuri vulcanice: Generalități Tufurile vulcanice sunt strâns legate de zeoliți, care reprezintă la modul cel mai general, minerale cristaline rezultate din depunerile din soluții hidrotermale și al reacțiilor chimice ale sticlei (SiO2) cu elementele apei
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
se determină cronometrând timpul t scurs, până când, inscriptorul parcurge o distanță (a, mm) arbitrar aleasă, apoi se utilizează curba de etalonare, reprezentată de figura 23. IV.4.2. Rezultate și discuții Având în vedere aplicațiile practice ale sedimentării în câmp gravitațional pentru caracterizarea sistemelor grosier-disperse și microeterogene prin raza particulelor disperse am 128 folosit această metodă la analiza tufului vulcanic de Tociloasa. În acest scop tuful vulcanic a fost măcinat cu o moară cu bile de oțel timp de 30 minute
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
q(g)=f(t, sec), illustrate de 10 tabele de date. Spre exemplificare voi prezenta curba de sedimentare 2, 4 și 9 și tabelul ce stă la baza curbei de sedimentare 9. În baza teoriei generale a sedimentării în câmp gravitațional a sistemelor disperse microeterogene se pot evalua limitele în care variază raza particulelor disperse din tuful vulcanic de Tociloasa măcinat, în baza relației: (1) din care rezultă:(2) care ținând cont de cantitatea efectivă de sediment depus din 45 grame
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
grame tuf, devine: (3) în care η - coeficientul de vâscozitate și are o valoare de 0,01 g/cm·s; d1 - densitatea substanței exprimată în g/cm 3 ; d2 - densitatea apei, a cărei valoare este 1g/cm 3 ; g - accelerația gravitațională cu o valoare de 981 cm/s 2 , unde H - înălțimea coloanei de lichid, egală cu 24 cm. Q - cantitatea de tuf care a sedimentat, egală cu 1,05 g. Pentru determinarea densității tufului vulcanic de Tociloasa, măcinat, s-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]
-
ale sistemului dispers a tufului vulcanic studiat (tabelul 10). Utilizând relația (3), se calculează raza particulelor, tufului vulcanic de Tociloasa la diferite viteze de sedimentare. Valorile razelor particulelor disperse a tufului vulcanic de Tociloasa obținute prin 139 sedimentare în câmp gravitațional sunt prezentate în tabelul 11, în care sunt trecute și dimensiunile razelor particulelor disperse, obținute prin sitare. IV.4.3. Concluzii * Metoda sedimentometrică gravitațională, confirmă faptul că reproductibilitatea datelor obținute este direct proporțională cu gradul de distribuție uniformă a particulelor
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]
-
sedimentare. Valorile razelor particulelor disperse a tufului vulcanic de Tociloasa obținute prin 139 sedimentare în câmp gravitațional sunt prezentate în tabelul 11, în care sunt trecute și dimensiunile razelor particulelor disperse, obținute prin sitare. IV.4.3. Concluzii * Metoda sedimentometrică gravitațională, confirmă faptul că reproductibilitatea datelor obținute este direct proporțională cu gradul de distribuție uniformă a particulelor disperse supuse analizei. * Pentru determinarea densității tufurilor vulcanice se recomandă utilizarea cu succes a metodei picnometrului. * Limitele în care variază raza particulelor disperse din
Chimia fizică teoretică şi aplicativă a sistemelor disperse şi a fenomenelor de tranSport by Elena Ungureanu, Alina Trofin () [Corola-publishinghouse/Science/725_a_1319]