Методика обработки результатов опыта

6.3.1 Построение седиментационной кривой

Таблица 6.1 – Данные для расчета седиментационной кривой

Время , с	Масса пустой чашки m0, мг	Показания торсионных весов mi, мг			Q, %	h, м	, м	, м

Расчетные формулы:

;

;

,

где ;

;

где S – площадь чашки весов;

h – высота столба суспензии;

С – концентрация вещества дисперсной фазы, мг/м³.

Если все величины измеряются в единицах системы СИ, то масса будет измеряться в мг.

Q, %

Q3 %

Q2 %

Q1 %

t, c

tmax

tmin t1 t2 t3

Рисунок 6.3 – Построение седиментационной кривой

6.3.2 Построение интегральной кривой распределения

Таблица 6.2 – Данные для расчета интегральной кривой распределения

Время , с	, м	Qi, %

Расчетные формулы:

;

Q_i, % определяется из графика на рисунке 6.3.

Q, % ΔQ2 ΔQ1

r3 r2 r1

Δr2

Δr1

r, м

Рисунок 6.4 – Построение интегральной кривой распределения

6.3.3 Построение дифференциальной кривой распределения

Таблица 6.3 – Данные для расчета дифференциальной кривой распределения

Qi, %	, м

Значения и определяются на основании графика на рисунке 6.4. Расчетные формулы:

r, м

rmin rвер rmax

Рисунок 6.5 – Построение дифференциальной кривой распределения

Форма отчета

Отчет должен содержать название и цель работы, краткий конспект теоретической части и методики проведения опыта, заполненные таблицы со всеми промежуточными расчетами и краткими пояснениями, графики зависимостей ; ; ; выводы о характере дисперсности изучаемой системы и о ее фракционном составе.

Примеры решения задач

Пример 1

Дисперсность сферических частиц составляет 0,8·10⁶ м^-1. Плотность дисперсной фазы и дисперсионной среды равны соответственно 2,1 и 1,1 г/см³. Вязкость дисперсионной среды составляет 2·10^-3Па·с. Рассчитайте время, за которое частицы осядут на 0,1м.

Решение

Дисперсность частиц правильной формы представляет собой величину, обратную главному линейному размеру частиц. Для сферических частиц дисперсность – величина обратная диаметру, то есть

Скорость оседания частиц с радиусом r при соблюдении закона Стокса выражается уравнением

,

откуда выражается и рассчитывается время оседания:

6.5 Требования к уровню подготовки студентов

¾ Знать теоретические основы и методику проведения седиментационного анализа.

¾ Уметь по результатам опыта строить интегральные и дифференциальные кривые распределения частиц по размерам, на их основе делать выводы о характере дисперсности изучаемой системы и ее фракционном составе.

6.6 Задания для самоконтроля

6.6.1 Запишите формулу для расчета скорости седиментации в гравитационном поле. Каков физический смысл входящих в него величин? Изменение каких параметров системы приводит к увеличению скорости осаждения частиц?

6.6.2 Каковы условия соблюдения закона Стокса при седиментационном анализе? К каким ошибкам приводит несоблюдение этих условий?

6.6.3 Что характеризует константа седиментации? Запишите формулу для ее расчета в условиях соблюдения закона Стокса для частиц сферической формы.

6.6.4 Что такое монодисперсные и полидисперсные системы? В чем заключаются различия в форме седиментационных кривых для этих систем?

6.6.5 Для чего используются интегральные и дифференциальные кривые распределения частиц по размерам? Как будет изменяться вид этих кривых при переходе от полидисперсных систем к монодисперсным?

6.6.6 Как определяется содержание частиц данной фракции по интегральным и дифференциальным кривым распределения?

6.6.7 Время оседания сферических частиц на 1 см составляем 30 мин. Плотность дисперсной фазы и дисперсионной среды равны соответственно 2 и 1 г/см³. Вязкость дисперсионной среды составляет 1,5·10^-3Па·с. Рассчитайте размер частиц дисперсной фазы.

6.6.8 Дисперсность сферических частиц составляет 10⁵ м^-1. Плотность дисперсной фазы и дисперсионной среды равны соответственно 2,2 и 1 г/см³. Вязкость дисперсионной среды составляет 10^-3Па·с. Рассчитайте время, за которое частицы осядут на 1см.

Лабораторная работа №7