Седиментациялы-диффузиялы тепе-тедік тедеуін орытып шыарыыз.

Дисперстік жйені барлы клем бойынша блшектерді бір алыпты бліну алпын сатау абілеті жйені седиментациялы,и кинетикалы тратылыы деп аталады. Бл тратылы дербес дисперстік жйелер шін арастырылады.Егер блшектер те лкен болса, дрекі дисперстік жйелер, кинетикалы трасыз болады, йткені олар броунды озалыста болмай з салматарыны серінен тнбаа тседі. Ал жоары дисперстік жйелер кинетикалы траты, йткені жылулы озалыс олара тн асиет, сондытан оларды диффузиялы абілеттілігі болады. Коллоидты жйелер аралы жадайда болады. Олардаы блшектерге гравитациялы кш сер етеді жне олар жылулы озалысты серінен диффузияа да бейім. Міне сондытан диффузиямен блшектерді салма кштеріні серінен клемні биіктігі бойынша блшектерді р текті блініуінен жйеде тепе-тедік орнайды. Бл тепе-тедікті седиментациялы-диффузиялы тепе-тедік деп атайды. Тепе-тедік жадайда блшектерді биіктік бойынша бліну заы Лапласты газдарды атмосферада барометрлік заына сас:

немесе

С₁ - алашы дегейдегі жйені концентрациясы; С₂ - биіктігіндегі концентрациясы; М- затты (1 моль) массасы; g - еркін тсу деуі.

Бл формуланы термодинамикалы жолмен де кинетикалы жолмен де орытуа болады. Больцман заы бойынша мынаны жазуа болады:

- моль затты гравитациялы потенциалы 1 жне 2 деген дегейлер, тменгі жне жоары, немесе потенциалды энергия.

Е-ні шамасы мндаы m блшекгі тиымдылы массасыдеп аталынады. Архимед заын еске алса:

0-деген индекс дисперсиялы ортаны крсетеді.

Оларды мнін ойса:

 

Бл тедіктердіктерді бір-біріне бліп жне:

екенін еске ала отырып шыан нтижені логарифмдесек мына тедеу шыады:

Бл тедеуді тарихи маызы бар. Осы тедеу бойынша мопекулалы-кинетикалы теорияны е ажетті тратыларыны бірі – Авогадро саныны мні есептелген. Оны зіні классикалы жмыстарында гуммигит блшектеріні радиусын біле отырып, ртрлі дегейдегі блшектер санын микроскоп арылы санап, Перрен жоары тедеу бойынша бірінші рет Авогадро санын есептеу арылы шыарды. Ол 6,7·10²³-ке те, яни азіргі мніне жаын. Седиментациялы-диффузиялы тепе-тедікті е бірінші Перрен N_А есептеу шін олданандытан, ал формула Больцман заымен орытыландытан кейде Перрен-Больцманны седиментациялы -диффузиялы тепе-тедігі деп атайды.

Перренні бл жмысы молекулалы-кинетикалы теорияны задарын коллоидты жйелер шін де олдануа болатындыын крсетті.

Вестгрен де алтынны зольдерімен жмыс істей отырып, жоары формула бойынша Авогадро санын есептеді. Ол 6,5·10²³ -не те болды.

Ірі дисперстік жйелерде арастырылып отыран белшектерімізді тыыздыы ортаны тыыздыынан жоары боландытан оларды броунды озалыстан жылжуынан грі ауырлы кшіні серінен шгуі те жылдамыра болады. Шгу жылдамдыты лшеу арылы блшектерді шамасын табуа болады. Осыан негізделген тсілді седиментациялы талдау дейді. Шгетін блшектерге екі трлі кш сер етеді.

Біріншісі: блшектерді ауырлы кші – ; Архимед заын еске ала отырып -ді былай жазуа болады:

Егер блшек шар трізді болса,

 

Егер блшектерге тек ана кші сер ететін болса, олар біралыпты дей озалар еді. Біра жйеде блшектерге сер ететін таы да бір кш бар - ол ортаны ттырлыынан болатын йкелу кші _. Ол баыты жаынан ге арама-арсы, - ді серінен блшектер дей озалатындытан оан сер ететін йкелу кші де кбейе береді. Біраз уаыт ткен со олар зара тееседі де, блшектер біралыпты озалады.

йкелу кші Стокс заы бойынша мынаан те:

Мнда, В – блшек пен ортаны йкелу коэффиценті; u – блшекті седиментациялы жылдамдыы; В – шар трізді блшектер шін ; -ортаны ттырлыы; r –блшектерді радиустары.

мен теескен жадайда:

Бдан блшектерді седиментациялы жылдамдыын оай табуа болады:

Бдан блшектерді седиментациялы жылдамдытарын оларды радиустарына тура, ал ортаны ттырлыына кері пропорционал екенін круге болады. Егер болса, онда блшектерді шгуін, ал егер болса, онда блшектерді дисперсиялы ортаны бетіне алып шыуын байауа болады.. Соы тедіктен блшектерді радиусын былайша табамыз:

немесе

 

мндаы

Егер монодисперстік жйені арастырса, онда шгетін блшектерді шамасы бірдей боландытан, блшектерді жрген жолы (Н) уаыта ( ) тура пропорционалды трде седі. Ендеше шгу жылдамдыын былайша жазуа болады:

(6.10)

Ал блшектерді радиусын:

Міне бл формула бойынша суспензияны блшектеріні радиусын оларды шгуін арапайым кзбен де, микроскоппен байап отырып та есептеуге болады. Ал жйе полидисперсті болса, онда шгетін блшектерді радиустары ртрлі боландытан шгетін блшектерді абатыны шекарасы жасы білінбейді. йткені ртрлі блшектер бірдей уаыт аралыында ртрлі жол жріп теді.