Pulbri sedimentatsioonanalüüs (0)

TTÜ
Materjaliteaduse instituut füüsikalise keemia õppetool
Töö nr 13K
Töö pealkiri
PULBRI SEDIMENTATSIOONANALÜÜS
Üliõpilase nimi ja eesnimi
Õpperühm
Töö teostamise
kuupäev:
09.02.2011
Kontrollitud:
Arvestatud:
Aparatuuri skeem:
Joonis 1 – Stopper
1. – arretiir
2. – tasakaaluosuti
3. – tasakaalunäit
4. – tasakaalustuskang
5. – näit Po
6. – konks
7. – suspensioon uuritavast pulbrist
8. – kaalukauss
10. – jalakruvid
H – sukeldussügavus
TÖÖÜLESANNE
Määrata pulbri osakeste jaotus mõõtmete järgi
TÖÖKÄIK
Torsioonkaal korrastatakse.( Selleks asetatakse ta alusele ja jalakruvidega 10 seatakse horisontaalseks. Konksu 6 otsa riputatakse kaalukauss, asetatakse see veega täidetud mensuuri ja vabastatakse arretiir 1. Tasakaalustuskangi 4 pööratakse vastupäeva kuni tasakaaluosuti 2, mis nihkus kaalukausi paigaldamisel vasakule, jõuab nullasendisse. Täpsete andmete saamiseks nihutatakse kangi 4 aeglaselt ainult vastupäeva, püüdes vältida minekut üle tasakaalunäidu 3 paremale. Suletakse arretiir 1 ja kirjutatakse üles osuti 5 näit (P0). Seejärel võetakse kalukauss ära.)
Seejärel valmistatakse juhendaja poolt määratud kontsentratsiooniga suspensioon uuritavast pulbrist. Et saavutada suspensiooni ühtlast jaotust ning õhumullide eraldamiseks segatakse suspensiooni kummikettaga klaaspulgaga 3- 5 minuti jooksul. Mensuur asetatakse kaalude alla ja kaalukauss pannakse kiirelt kohale, samaaegselt käivitatakse stopper. Kaalud vabastatakse arretiiri nihutamisega paremale ja fikseeritakse näidiku hälve tasakaaluolekust. Esimene lugem võetakse 10 sekundi möödudes.
Osakeste settides nihkub näit vasakule, lugemi võtmise ajal tuleb tagasi tasakaaluolekusse. Töö lõppemisel suletakse arretiir, võetakse kaalukauss ja viiakse osuti nulli.
Kuna sedimentatsiooni kiirus kahaneb aja jooksul, võetakse esimesed lugemid iga 20 sekundi järel, katse lõpul 10-15 minuti järel. Katse lõpetatakse kui 10 minuti jooksul massi juurdekasv on väiksem kui 2-3mg. Märgitakse üles kaalukausi sukeldussügavus, katseandmed kantakse tabelisse.
Katseandmete põhjal joonestatkse graafik P=f(t) ja arvutatakse osakeste integraalne - ja diferentsiaalne jaotuskõver.
Teoreetiline põhjendus, valemid:
KATSEANDMED JA ARVUTUSED
Kaalukausi kaal vees Pₒ= 195mg
Kaalukausi sukekldussügavus H= 10,3 cm
0,7% suspensioon savipulbrist – vett 273 ml ja savipulbrit 1,911g
savi ρ = 2,2 g/cm3
Tabel 1 Katseandmed
Lugemi nr
Aeg katse algusest t (s)
Skaala näit P'
Sademe mass P=P'-Po (mg)
1.
10
200
5
2.
30
204
9
3.
50
208
13
4.
70
211
16
5.
90
214
19
6.
115
215
20
7.
140
218
23
8.
170
220
25
9.
200
221
26
10.
240
223
28
11.
280
225
30
12.
330
227
32
13.
390
229
34
14.
460
231
36
15.
530
233
38
16.
600
235
40
17.
690
237
42
18.
780
237
43
19.
900
239
44
20.
1200
241
46
21.
1500
243
48
22.
1800
245
50
23.
2400
248
53
24.
3000
252
57
Joonis 1 Tabel 1 graafiliselt ( P=f(t) )
Tabel 2 Integraalse jaotuskõvera lähteandmed
Aeg t, s
OOx mg
V m/s
Raadius rt, m
Fraktsiooni suhteline sisaldus Q
tmin =280
16,5
0,000368
rmax1,184E-05
39
600
22,5
0,000172
8,1049E-06
52
900
36,5
0,000114
6,6176E-06
85
1200
37,5
8,58E-05
5,731E-06
88
1800
38,5
5,72E-05
4,6793E-06
91
tmax =3000
42,5
3,43E-05
rmin=3,6246E-06
100
Joonis 2 Integraalne jaotuskõver
Tabel 3 Diferentsiaalse jaotuskõvera lähteandmed
 
r
Δr
r keskm
Δ Q
Fkeskm=|ΔQ/Δr|
Max
1,19E-05
 
 
 
 
 
 
3,7591E-06
9,98445E-06
14,11765
3755592,312
1
8,10E-06
 
 
 
 
 
 
1,4873E-06
7,36125E-06
32,94118
22148306,64
2
6,62E-06
 
 
 
 
 
 
8,866E-07
6,1743E-06
2,352941
2653892,597
3
5,73E-06
 
 
 
 
 
 
1,0517E-06
5,20515E-06
2,352941
2237274,105
4
4,68E-06
 
 
 
 
 
 
1,0547E-06
4,15195E-06
9,411765
8923641,515
5
3,62E-06
 
 
 
 
Joonis3 Diferentsiaalne jaotuskõver
JÄRELDUS
Raadiustega 0,00000736 osakeste osakaal on kolloidsüsteemis kõige suurem.