ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физико-химические свойства аэродисперсных систем из "Химия воздушной среды" Чтобы иметь правильные представления о запыленности атмосферного воздуха, о значении пыли как вредной примеси к воздуху и о том, как бороться с запыленностью воздуха, нужно иметь хотя бы общие представления о физико-химиче-ских свойствах аэродисперсных систем. [c.87] Дисперсия — это дробление. Аэродисперсной системой называют сложную систему, состоящую из дисперсионной среды,, в частности воздуха или другого газа, с распределенным в нем раздробленным (дисперсированным) веществом, представляющим собой дисперсную фазу системы. Если дисперс ную фазу составляет твердое вещество, то мы имеем пыль или дым. Если же оно жидкое, то речь идет о тумане. Обычно приходится иметь дело с полидисперсными систеигами, в которых распределено вещество в различной степени раздробленности. [c.87] Если пылевые частицы имеют размеры от 0,1 до 10 мк (тоже не способны к диффузии, т. к. толчки молекул, ударяющихся о них, не могут изменить их движения), то их оседание происходит с постоянной скоростью. [c.87] Границы между тремя перечисленными категориями аэродисперсных систем весьма условны. Фактически их ие существует, одна разновидность постепенно переходит в другую. [c.88] Оседание пылевидных частиц подчиняется закону и формулам, предложенным Стоксом. В формулу Стокса входит разность плотностей частицы и среды. Поэтому не только размеры частицы, т. е. ее диаметр, но и плотность вещества частицы влияют на отнесение системы к той или другой из трех наметившихся категорий дисперсионных систем. [c.88] Если F= l и р1 = р, падение частиц прекращается. [c.88] Из этих формул следует, что сила тяжести пропорциональна кубу радиуса частицы, а сила сопротивления, среды только первой его степени. [c.88] Подлинно коллоидными системами могут быть названы только относящиеся к третьей категории, в которых частицы не оседают, т. е. система не расслаивается. Это те системы, в которых твердые или жидкие частицы примесей имеют диаметр от 0,1 до 0,001 мк, или от 10 до 10 см. [c.88] Дисперсные системы, представляющие собой коллоидные растворы, обладают многими необычными для других систем свойствами. Эта особенность вызвана тонкостью дробления или степенью дисперсности вещества. [c.88] Действительно, если частица с длиной ребра куба в 1 см имеет объем 1 см и общую поверхность 6 см , то при дроблении до кубиков с ребром в 0,001 мк число кубиков возрастает до 10 , а общая их поверхность 6000 м . [c.89] Частицы коллоидных размеров способны притягиваться друг к другу, слипаться, укрупняться в размерах. Такое явление носит название коагуляции. [c.89] При адсорбции и при коагуляции снижается величина свободной поверхностной энергии. Эта энергия переходит в другие формы. Поэтому и адсорбция и коагуляция являются про цессами экзотермичными. Обратные процессы — десорбция и разъединение (разукрупнение) частиц, наоборот, требуют затраты энергии они эндотермичны. [c.89] Явление коагуляции коллоидно-дисперсных частиц можно-наблюдать на примере укрупнения мелких частиц дыма (например, тонко раздробленной окиси цинка). Мелкие твердые частички висят в воздухе, однако через короткое время они слипаются, образуя хлопья заметно крупных размеров. Такие хлопья оседают под влиянием силы тяжести. Таким образом, явление коагуляции объясняется слипанием, взаимной адсорб-цией одинаковых по составу мелких частиц. [c.89] Процесс укрупнения частиц всегда желателен для инженера, занимающегося очисткой среды от мелких частиц, так как удаление более крупных частиц осуществляется легче.. Однако процесс коагуляции идет далеко не всегда. Ему часто препятствует сорбция на поверхности мелких частиц других веществ и, в частности, молекул и ионов из окружающей среды. [c.89] Ионы представляют собой электрические заряженные частицы, причем ионы одного состава всегда заряжены отрицательно, несут на себе избыточные электроны, а ионы другога состава возникают при отдаче электронов, имеют заряд положительный. [c.89] Коллоидные частицы данного вещества, как правило, сорбируют на своей поверхности ионы одного и того же заряда.. Все частицы данного коллоида поэтому несут на себе один и тот же заряд. Различают коллоиды положительные и коллоиды отрицательные. [c.89] Наличие одинакового заряда на всех частицах коллоидной системы препятствует их взаимному, сближению, ибо по законам электростатики одинаково заряженные частицы отталки- ваются друг от друга. Коагуляция таких заряженных электрически коллоидных частиц затруднена. Она протекает только после снятия или нейтрализации заряда. Нейтрализация заряда нередко осуществляется за счет сорбции из окружающей среды противоположно заряженных ионов. [c.89] Заряд на коллоидных частицах может возникать еще в результате трения этих частиц об окружающую среду. Все частицы при этом заряжаются одноименными по знаку зарядами, а окру кающая среда — противоположным по знаку зарядом. Разность потенциалов между зарядами всех коллоидных частиц и зарядом среды иногда достигает столь больших значений, что может произойти разрядка, которой объясняется, например, такое природное явление, как молния. [c.90] В производственных условиях аналогично возникает взрыв ныли, причем тем легче, чем большей химической активностью обладает пыль. [c.90] Твердые частицы пыли могут сорбировать на своей поверхности пары жидкостей и являться, таким образом, центрами конденсации, покрываясь пленками жидкостей. С другой стороны, частицы жидкости, образующие туман, способны к ин- тейСивному испарению — чем меньше их размеры, тем выше скорость испарения. [c.90] Вернуться к основной статье