книги из ГПНТБ / Авдеев, Н. Я. Аналитико-статистические исследования кинетики некоторых физико-химических процессов учеб. пособие

ции нейтрализации от природы и условий взаимодействующих веществ, приведены экспериментальные кривые кинетики нейт­ рализации водного раствора едкого натра кислотами.

Графо-аналитический метод обработки опытных данных [105] показывает, что кривые кинетики реакции нейтрализации удов­ летворительно аппроксимируются уравнением вида (84), где Q (t)—относительное количество^%) превращенного вещества за

§ 16. Газовыделение газообразующими веществами

Статистическая обработка большого опытного материала [106] показывает (табл. 44), что кривые кинетики газовыделения газообразующими веществами также описываются уравне­ нием вида (84), где Q (t) — относительное количество (%) газа, выделившегося за время t\ а и р — параметры, зависящие от температуры газообразования и от природы вещества. (Погреш­ ность по всем испытанным образцам (табл. 44) составляет ме­ нее 1%).

80

81

8?

§ 17. Истечение жидкости из водных и органических пен

Для пен, используемых при получении пенопластов, наибо­ лее важной характеристикой стабильности является скорость ис­ течения жидкости из пен. Экспериментальные исследования [107, 109] показывают, что кривые, описывающие кинетику истечения жидкости из пен могут быть разбиты на три участка, каждый из которых аппроксимируется соответствующим эмпирическим уравнением [109]. Нами установлено ]61], что кривые кинетики истечения жидкости из водных и органических пен могут быть представлены в аналитической форме с помощью уравнения (84),

жидкости из пены 1% раствора алкилбензосульфоната в диоктилфталате при температуре 25° С

Вторым важным показателем стабильности пены является период полураспада пенного столба, который в рассматриваемом нами случае может быть найден из уравнения (84) при Q (tn) = = 50%

ау а

Обозначая время продолжительности жизни пенного столба через tk и принимая условно Q (Ä) = 99%, из уравнения (84) получаем еще один показатель стабильности пены:

83

84

Из табл. 46 видно, что с увеличением концентрации пенооб­ разующих растворов период полураспада (/„) и момент времени наибольшей интенсивности разрушения пены (tH) монотонно возрастают; время продолжительности жизни пены (/,,) при этом изменяется не монотонно. Это обстоятельство свидетельствует о том, что для оценки стабильности пен, идущих на получение пенопластов и других изделий, необходимо руководствоваться прежде всего периодом полураспада, как наиболее четко харак­ теризующим основной показатель разрушения пены. Оценка стабильности пены по времени ее жизни может внести ошибку в подбор поверхностно-активных веществ, применяемых в ка­ честве стабилизаторов.

§ 18. Фильтрация воды через образцы крахмала

Авторы [ПО, 111] отмечают, что экспериментальные кривые кинетики фильтрации воды через образцы крахмала твердой и мягкой пшеницы, обычной и восковидной кукурузы имеют вы­ пуклый монотонно-асимптотический вид. Математическая обра­ ботка опытных данных [ПО] показала, что кривые кинетики фильтрации (табл. 47) аппроксимируются уравнением (84). Сред­ неабсолютная погрешность по всем испытанным образцам со­ ставляет менее 1%, максимальная погрешность в отдельных слу­ чаях немногим больше 1 %.

Т а б л и ц а 47

Расчетные и опытные определения кинетики фильтрации воды через образцы крахмала твердой (1,2) и мягкой (3, 4) пшеницы

85

Обрабатывая экспериментальные данные образования цент­ ров кристаллизации в переохлажденной жидкости на примесных частицах субкритических размеров, В. П. Баханов и Р. А. Янчук [112] заметили, что кривые кинетики кристаллизации ап­ проксимируются уравнением вида (84) при р = 1, где Q (t) — относительное (%) количество центров кристаллизации, возник­ ших за время t от начала кристаллизации.

В работе [112] отмечается, что, для одного и того же вещест­ ва и даже для одного и того же препарата получаются кривые кристаллизации двух типов: при слабых переохлаждениях кривые не имеют перегиба, при средних переохлаждениях имеют перегиб (рис. 12). Нетрудно показать, что первый тип кривых описывается уравнением (84) при р < 1, второй — при р > 1.

Рис. 12. Кривые кинетики кристаллизации в пере­ охлажденной жидкости

Другими примерами физико-химических процессов, кинети­ ка которых описывается уравнением вида (84), являются: раство­ рение твердого тела в .жидкости [113], распределение темпера­ туры в пористых материалах [114], распад радиоактивных ве­ ществ [115], скорость нестационарного движения частиц в вязкой среде в поле земного тяготения [116] и др.

Если кинетика монотонного процесса рассматривается на ограниченном временном интервале

86

ta t tm

то уравнение (84) применительно к этому случаю в нормирован­

гим методом последовательных приближений.

При вычислении параметров уравнения (87) методом итера­

аи р.

§20. Зависимость прочности межфазного слоя растворов

полимеров от концентрации

В работе [117], используя экспериментальный материал ла­ боратории кафедры коллоидной химии МГУ [118], показывает­ ся, что зависимость нарастания прочности межфазного слоя водных растворов поливинилового спирта (СП) и 10% замешен­ ного поливинил формаля (ПВФ) при различных концентрациях на границе раздела с воздухом и бензолом при температуре 22° С описывается аналитическим выражением вида (84), где Q — относительная (%) прочность межфазного адсорбционного слоя по времени t\ а и р — параметры, зависящие от природы веще­ ства и условий опыта.

Степень согласованности расчетных и опытных определений иллюстрируется на большом фактическом материале, часть ко­ торого представлена табл. 48, 49. Из табл. 48, 49 видно, что среднеабсолютная погрешность взаимного отклонения расчет­ ных (числитель) и опытных (знаменатель) определений по всем замерам не превышает 1%; максимальная погрешность по от­ дельным замерам около 3%.

В табл. 50 и 51 приведены числовые значения показателей статистической характеристики распределения прочности меж­ фазных слоев растворов полимеров различной концентрации.

88

Т а б л и ц а 48

Прочность межфазного адсорбционного слоя поливинилформаля на границе раздела с бензолом (1, 3, 5, 7) и воздухом (2, 4, 6, 8) при

различной концентрации ПВФ

89