ОСОБЕНОСТИ НА ДИСПЕРСНИТЕ СИСТЕМИ
Дисперсното състояние на материята.
Дисперсната система (DS)е хетерогенна многофазна система, една от фазите на която е непрекъсната дисперсионна среда, а останалите фази са равномерно разпределени в нея под формата на малки частици.
За количествено характеризиране на дисперсните системи се използват 4 параметъра:
1. Напречен размер на частиците на дисперсната фаза [d] = cm или m (за сферична - това е диаметърът; за куб - дължината на реброто; за цилиндрична - диаметърът на цилиндъра; за ламеларна - дебелината на плочата).
2.Степента на дисперсия (D) е реципрочната на напречния размер:
, [D] = cm -1 или m -1 (6.1)
Физическото значение на дисперсията е броят на частиците, които се побират в напречен размер от 1 cm или 1 m.
3. Специфична повърхност е повърхността на частиците на дисперсната фаза на единица обем на дисперсната фаза или на единица маса на дисперсната фаза:
, [Ssp] = cm -1 или m -1
,[Ssp]= или . (6.2)
Специфичната повърхност [Ssp,] може да бъде изразена като напречен размер на частиците:
а) за сферична частица (d е диаметърът на сферичната частица (m), ρ е плътността на сферичната частица (kg/m3)):
(6.3)
б) за цилиндрична частица (d е диаметърът на цилиндъра (m), ρ е плътността на цилиндричната частица (kg/m3)):
(6.4)
в) за ламеларна частица (d е дебелината на ламеларната частица (m), ρ е плътността на ламеларната частица (kg/m 3 )):
(6.5)
Свойствата на дисперсните системи до голяма степен се определят от концентрацията и диапазона на размера на частиците на дисперсната фаза. За характеризиране на триизмерната дисперсна фаза се използват числени, масови или обемни концентрации
За превод на числовиконцентрация към маса използвайте формула (6.6), където V1 е обемът на една частица (m 3), ρ е плътността на материала на частицата (kg / m 3):
(6.6)
Таблица 6.1 Изрази за концентрацията на дисперсната фаза
Литература: [4] - c.7,8
Тестове
259. Изчислете специфичната повърхност на частиците златен зол, получени чрез раздробяване на 0,5 g злато в сферични частици с диаметър 7,0 × 10 -9 м. Плътността на златото е 19320 kg/m 3.
260. Определете специфичната повърхност и общата повърхност на частиците сребърен зол, получени чрез раздробяване на 1,2 g сребро в сферични частици с диаметър 1,0 × 10 -8 м. Плътността на среброто е 10500 kg / m 3.
261. Каква е повърхността на куб с ръб 1 cm? Каква е общата повърхност на същия материал, когато е натрошен на колоидни кубчета с ръб 10 -7 см. Изразете резултатите в m2.
262. Масовата концентрация на прах във въздуха на работната зона на помещенията е 5 mg/m 3 . Определете числената концентрация на прах, ако средният диаметър на частиците е 4 µm и тяхната плътност е 1,1×10 3 kg/m 3 .
263. Изчислете специфичната повърхност на дисперсната фаза със сферична, цилиндрична и ламеларна форма, ако диаметърът на сферата и цилиндъра, както и дебелината на филма е 10 микрона, а плътността на веществото на дисперсната фаза е 1,5 × 10 3 kg / m 3.
264. Изчислете общата повърхност на сферичните частици от живачен зол с диаметър 2,5 × 10 -8 м. Солът се получава чрез раздробяване на 5,2 g живак. Плътността на живака е 13546 kg/m 3 .
265. Изчислете общата повърхност на частиците на зола на арсеновия сулфид и броя на частиците в 0,5 l от зола, ако 1 l от зола съдържа 2,25 g As2S3. Соловите частици са под формата на кубчета с дължина на ръба 1,2×10 -7 м. Плътността на арсеновия сулфид е 3506 kg/m 3 .
266. Аерозол, получен чрез пръскане на 0,5 g въглища в 1 m 3 въздух. Аерозолните частици имат сферична форма, диаметърът на частиците е 8×10 -5 м. Определете специфичната повърхност и броя на частиците в този аерозол. Плътността на въглищата е 1,8 kg/m 3 .
267. При сосове диаметърът на капките на маслената емулсия при ръчно разклащане е 20 микрона, а при машинно смесване - 5 микрона. Определете дисперсията, специфичната повърхност на дисперсната фаза, както и съотношението на тези стойности, ако плътността на маслото е 950 kg / m 3.
268. Намерете специфичната повърхност на прахообразното гориво, ако е известно, че въглищният прах е пресят през сита с отвори 5∙10 -2 mm (плътност на въглищата 1,8g/cm3).
269. Съдържание на мазнини в млякото 3,2%. Определя се обемът на дисперсната фаза в опаковка с вместимост 1 l и числената концентрация на дисперсната фаза, ако диаметърът на мастните капки е 90 µm. Каква е числената концентрация на 1 m 3?
270. Масовата концентрация на белтъчен разтвор е 20 g/l. Изчислете числената концентрация на разтвора, като приемете, че частиците на дисперсната фаза са сферични с радиус 100 µm и плътност 1,1 g/cm 3 .