Седиментационная устойчивость

Под влиянием гравитации крупные частицы оседают (седиментируют). При некотором размере частиц устанавливается равновесие их распределения по высоте.

Под седиментационной или кинетической устойчивостью системы понимают ее способность сохранять равномерное распределение частиц по всему объему. При этом предполагается, что каждая частица свободна и находится в тепловом движении.

Кинетическая устойчивость дисперсных систем зависит от диффузии и седиментации.

Удельный диффузионный поток выражается уравнением

i_д = –Ddc/dx. (6.11)

Для удельного седиментационного потока можно записать

i_c = uc = (mg/B)c , (6.12)

где u – скорость седиментации, с – концентрация, m – эффективная масса частицы, B – коэффициент трения, g – ускорение свободного падения. Разделив уравнение (6.12) на уравнение (6.11), получим

 

. (6.13)

Здесь v – объем частицы, и – плотность дисперсной фазы и дисперсионной среды.

Если i_c/i_д >> 1, то преобладает седиментация, если знак неравенства обратный, то следует принимать во внимание диффузию. При равенстве потоков их отношение близко к единице, и в этом случае учитываются оба процесса.

Расчеты показали, что для золя серебра частицы меньше 0,1 мкм равномерно распределены по объему, частицы более 10 мкм выпадают в осадок, а промежуточные частицы распределятся по высоте в соответствии с гипсометрическим законом.