ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ЛАБОРАТОРНОГО АНАЛИЗА И ЭКСПЕРИМЕНТА Назначение, области применения и основные потребители лабораторных анализаторов состава и свойств жидких сред из "Лабораторные приборы для исследования жидких сред " Конденсированное агрегатное состояние вещества, характерное для жидкостей, оказывает определяющее влияние на поведение как гомогенных, так и гетерогенных жидких сред в процессе лабораторного исследования и учитывается при создании жидкостных анализаторов. Несмотря на исключительное разнообразие физических и химических свойств жидких сред, а соответственно и требований, предъявляемых к аналитической аппаратуре, жидкостный объект исследования особенно удобен при различных лабораторных препаративных и измерительных процедурах. Вследствие этого нередко оказывается целесообразным даже анализ твердых и газообразных тел сводить к работе с жидкостными системами, хотя, конечно, имеются и обратные ситуации (газовая хроматография, эмиссионный спектральный анализ, микроскопия препаратов, фиксированных на предметных стеклах). [c.7] Особенности теплового движения молекул в жидкостях проявляются в их оптических свойствах, и особенно спектрах светорассеяния, которые простираются в более длинноволновую область, чем у кристаллов, и имеют дополнительно несмещенную компоненту. По типу электропроводности жидкие среды принадлежат к проводникам П рода, значительно реже — П1 рода. Полупроводниковые электрические свойства наиболее изучены у расплавов оксидов, сульфидов, селенидов и теллуридов, у некоторых биологических структур. [c.9] Из класса жидкостей, характеризующихся изотропией свойств, выделяются жидкие кристаллы, которые могут находиться как в аморфном, так и в мезоморфном состоянии. В последнем случае наблюдается анизотропия физических и физико-химических свойств жидких кристаллов. [c.9] Классификация основных свойств жидких сред, используемых при лабораторном анализе, приведена в табл. 1. Более детальное рассмотрение разнообразных свойств жидкостей требует учета характера воздействия на среду и поэтому проводится в следующей главе в связи с обсуждением измерительных эффектов, а также в разделе 2, посвященном методам лабораторных исследований. [c.9] В настоящем же параграфе остановимся на достаточно общих гидромеханических, прежде всего реологических, свойствах жидкостей, которые проявляются во взаимодействиях между жидкими средами и соприкасающимися с ними конструктивными элементами анализаторов или средств пробоподготовки, независимо от используемого в приборах аналитического принципа. [c.9] Уравнение (1.2) справедливо для растворов многих коллоидов, полимеров, суспензий с асимметричными частицами. Фактически оказывается, что при постоянных температуре и давлении внутреннее трение неньютоновских жидкостей зависит от их гидромеханической предыстории. [c.12] Для группы дилатантных жидкостей, к числу которых относятся некоторые концентрированные суспензии, в отличие от псевдопластичных сред характерно возрастание кажущейся вязкости с увеличением градиента скорости потока согласно (1.2), однако при m 1. [c.13] Рассмотренные три типа неньютоновских жидкостей объединены общим свойством стационарности, т. е. независимостью функции dwidn = f (т) от времени. Имеются также два типа неньютоновских жидкостей, кажущаяся вязкость которых зависит от продолжительности сдвига. У тиксотропных жидкостей, примерами которых могут служить многие краски и кисломолочные продукты, вязкость понижается с увеличением продолжительности воздействия постоянных напряжений сдвига вследствие разрушения структуры. После снятия силовых воздействий первоначальная структура восстанавливается и вязкость возрастает. Вязкость реопектантных жидкостей, наоборот, повышается с ростом длительности сдвиговых воздействий. [c.13] Наконец, вязкоупругие (максвелловские) жидкости (смолы, расплавленные полимеры, теста) обладают свойством частичного восстановления своей формы после снятия напряжений, напоминая этим упругие твердые тела. Характерно, что кажущиеся вязкости всех неньютоновских жидкостей, как правило, значительно превышают вязкость воды. [c.13] Исключительно большое значение при лабораторном анализе имеют межфазовые взаимодействия жидких сред с твердыми материалами и газами (граничное натяжение, возникновение граничных слоев, электрокапиллярные, электрокинетические и другие поверхностные явления). Отметим некоторые особенности гидромеханики и массо-обмена вблизи от межфазных границ, важные с точки зрения конструирования анализаторов жидкостей и вспомогательных лабораторных устройств. [c.14] Не менее важную роль при лабораторном анализе жидкостей играют процессы массопередачи, связанные с переносом вещества в пределах различных фаз и через межфазные границы. Как правило, такие процессы лимитируются диффузией молекул, ионов, атомов, свободных радикалов, частиц дисперсной фазы. Диффузионные характеристики, в свою очередь, зависят от свойств среды, распределяемого компонента, температуры и давления. [c.15] Так как в случае жидких сред коэффициенты диффузии различных компонентов близки по порядку к величине 10 1 —10 м /с, для интенсификации массообмена широко используется явление конвекции (конвективный перенос). Суммарная массопередача вследствие диффузии и конвективного переноса получила название конвективной диффузии. [c.15] Примерами подобных реакций могут служить реакции нейтрализации, окисления—восстановления, комплексо-образования, осаждения. [c.17] Таким образом, основные типы задач, которые можно решать, исследуя жидкие среды в лабораторных условиях, охватывают вопросы количественного и качественного химических анализов, связанные с определением вида и концентрации компонентов жидких смесей, а также с определением структурного состояния жидкостного объекта. Решив в комплексе задачи указанных двух типов, можно узнать все о любой жидкой среде при данных условиях. [c.17] Однако чаще всего бывает достаточно определить одно или несколько характерных свойств объекта, выявить какой-то специфический компонент или небольшую их группу, чтобы сделать необходимый вывод по существу поставленной научной, производственной или диагностической задачи. [c.18] Весьма распространены в научной деятельности и в практике испытаний материалов изучение факторов, влияющих на объект, формы проявления и степени подобного влияния, выяснение всех возможных последствий. Эта задача сводится к предыдущим. При этом вводятся как бы новые переменные величины или параметры, характеризующие изменяющиеся начальные условия (исходное состояние объекта) или условия проведения эксперимента. Очень часто подобные изменения условий могут осуществляться в самих лабораторных приборах с помощью специальных устройств. [c.18] Вернуться к основной статье