колды / <Седиментация>

.doc

Скачиваний:

Добавлен:

16.04.2015

Размер:

205.82 Кб

Скачать

☆

Отчет о практической работе по коллоидной химии

«Седиментация»

Студентки III курса 4-ой группы

Шевченко Ольги

Работа 1. Седиментационный анализ суспензий методом непрерывного взвешивания осадка.

Этот метод основан на непосредственном определении увеличения веса осадка на какой-либо поверхности при седиментации. В данной задаче седиментационный анализ проводится при помощи торсионных весов – в ходе работы измеряли увеличение массы осадка в чашечке, опущенной в оседающую суспензию и связанной кварцевой нитью с торсионными весами.

В начале опыта в литровый стакан была налита до метки дистиллированная вода, и, осторожно погрузив чашечку, отметили показания торсионных весов (р₀, мг), одновременно измеряя глубину погружения чашечки – разность между уровнем воды и дном чашечки (h, см). После этих измерений чашечку аккуратно достали из воды и перенесли в маленький стакан.

Затем приготовили суспензию следующим образом: в фарфоровой ступке сначала растёрли сухую навеску исследуемого порошка (серая глина), добавляя постепенно в ступку небольшое количество воды из стакана. Приготовленную однородную смесь перенесли в стакан с оставшейся водой, смывая остатки смеси водой из этого же стакана .

Перед опытом перемешали полученную суспензию с помощью стеклянной палочки, на конце которой был прикреплен резиновый диск. Движением стеклянной палочки вверх и вниз достигли равномерного распределения частиц суспензии по всему объему.

Сразу после прекращения перемешивания опустили в стакан чашечку, подвешивая ее к весам. Одновременно с погружением чашечки включили секундомер. По мере накопления осадка на чашечке указатель равновесия смещался влево, и во время измерений его возвращали снова в равновесное положение.

Вес чашечки с осевшими на ней частицами, мг	Вес частиц, осевших на чашечке p, мг	Время от начала опыта t, сек	1000/t, сек^-1
100	25	22	45,45
116	36	40	25,00
120	40	60	16,67
128	48	90	11,11
132	52	120	8,33
136	56	150	6,67
140	60	180	5,56
146	66	210	4,76
150	70	240	4,17
151	71	270	3,70
155	75	300	3,33
158	78	330	3,03
161	81	360	2,78
164	84	390	2,56
167	87	450	2,22
171	91	510	1,96
175	95	570	1,75
178	98	630	1,59
181	101	720	1,39
185	105	810	1,23
187	107	900	1,11
190	110	990	1,01
194	114	1110	0,90
197	117	1230	0,81
199	119	1350	0,74
203	123	1500	0,67
206	126	1800	0,56
212	132	2100	0,48
216	136	2400	0,42
218	138	2700	0,37
222	142	3000	0,33
224	144	3300	0,30
225	145	3600	0,28
228,5	148,5	4200	0,24
230,5	150,5	4800	0,21
232	152	5400	0,19
233	153	6000	0,17
233	153	6600	0,15

По полученным данным построили седиментационную кривую,откладывая по оси ординат вес осевших на чашечке частиц  p, мг; а по оси абсцисс – время от начала опыта – t, сек. (график 4.)

Для нахождения предела седиментации построили начальный участок зависимости p = f(1000/t) и экстраполировали полученную кривую на ось ординат. Точка пересечения соответствует величине p_max, т.к. при .

1000/t, сек^-1

p, мг

p_max= 163 мг

Из полученной седиментационной кривой можно рассчитать процентное соотношение отдельных фракций частиц в суспензии. Для этого выбирали несколько точек на кривой и провели касательные к каждой точке.(график 5.)

Для каждого времени оседания можно рассчитать эквивалентный радиус частиц по формуле: = ,

где – скорость оседания частиц, см/с;

 и  вязкость и плотность воды, равные, соответственно, 0.01 пз и 1 г/см³;

g – ускорение свободного падения, равное 981 см/с²;

d – плотность частицы диспергированного вещества, г/см³. Для глины эта величина = 2.7

При выражении радиусов частиц в микронах (мкм), .

К = 51.95

Время оседания t, сек	Радиус частиц r, мкм	Интервалы размеров частиц отдельных фракций, мкм	Длина отрезков между касательными, мм	Содержание фракций в системе, %
5750	2,42	< 2,4	9	6,3
5100	2,57	2,4 – 2,6	7	4,9
4200	2,83	2,6 – 2,8	5	3,5
3850	2,96	2,8 – 3,0	5	3,5
3000	3,35	3,0 – 3,6	9	6,3
2150	3,96	3,6 – 4,0	9	6,3
1100	5,54	4,0 – 5,5	15	10,6
575	7,66	5,5 – 7,7	16	11,3
300	10,60	7,7 – 10,6	18	12,7
240	11,85	10,6 -11,9	5	3,5
120	16,77	11,9 -16,8	12	8,5
60	23,71	16,8 - 23,7	7	4,9
30	33,53	23,7 – 33,5	7	4,9
22	39,16	23,7– 39,2	5	3,5
		39,2 – 40.0	13	9,2
Всего:				100

На основании данных таблицы построили суммарную кривую распределения: отложили по оси ординат суммарное процентное содержание фракций Q, начиная с самых мелких частиц; по оси абсцисс – радиусы частиц, соответствующие большему значению радиуса данной фракции.

Q, %

r, мк

Полученный график называется интегральной кривой распределения. Любая точка этой кривой показывает процентное содержание в системе частиц с меньшими эквивалентными радиусами, чем соответствующий ей по оси абсцисс. Следует отметить, что на этом графике отложены не целочисленные значения радиусов частиц, а величины радиусов, соответствующие тем временам седиментации, которые мы выбрали при проведении касательных к седиментационной кривой. При переходе от интегральной к дифференциальной кривой распределения ось абсцисс на графике разбили на равные интервалы радиусов и нашли величины приращения процентного содержания частиц Q/r для каждого интервала. Найденные величины записали в таблицу.

r, мкм	Q, %	ΔQ, %	ΔQ/Δr
2	5,5	5,5	2,75
4	32,1	26,6	13,3
6	44,5	12,4	6,2
8	54,7	10,2	5,1
10	63,0	8,3	4,15
12	69,4	6,4	3,2
14	72,6	3,2	1,6
16	76,3	3,7	1,85
18	78,1	1,8	0,9
20	79,5	1,4	0,7
22	81,3	1,8	0,9
24	82,7	1,4	0,7
26	83,6	0,9	0,45
28	85,00	1,4	0,7
30	85,9	0,9	0,45
32	86,8	0,9	0,45
34	87,3	0,5	0,25
36	89,1	1,8	0,9
38	90,5	1,4	0,7
40	100	9,5	4,75