当水体受纳了一些高分子聚合电解质后,也可能通过架桥絮凝作用而破坏胶体系统的稳定性。这种高分子化合物可能是天然的,例如淀粉、丹宁(多糖)、动物胶(蛋白质)等;也可能是人造的,如聚丙烯酰胺及其衍生物等。水体中发生胶粒凝结和絮凝的实际过程如图4-15所示。
4.3.3.3 重力沉降
对于球形颗粒体在静止水体中的沉降速率可用斯托克斯定律描述,
式中ν——沉降速率(cm/s);
ρ1——颗粒的密度(g/cm3);
ρ2——水体的密度(g/cm3);
g——重力加速度(980cm/s2);
d——颗粒的直径(cm);
μ——水体的粘度(Pa·s)。
应用斯托克斯定律时有很多条件限制。对于水体中粒径小于2μm的小粒子,由于布朗运动的影响,它的沉降速率将小于上述公式计算值;反之,对于水体中的砂粒,由于在沉降时会产生湍流,它的沉降速率将大于上述公式计算值。
水体的密度和粘度随温度和盐分含量而变化,有关数据可从一些专业手册查得。对沉降速率大小有决定意义的是颗粒本身的密度、大小和形状。呈单一颗粒状的一般矿物密度近于2.6g/cm3,也有很多重矿石的密度可达5~7g/cm3。有机物颗粒比较轻,密度可在0.1~0.001g/cm3范围之内。由于天然水体中存在的颗粒物种类甚多,它们的密度大小又有很大差异,所以要用单一的斯托克斯定律来描述整体沉降情况也是有困难的。粒子的形状也是影响沉降速率的重要因素。在水体中经受长期磨洗的粗粒,其沉降速率与相同体积的球形颗粒相近。越是小的颗粒,其非球形状的因素越是显著,例如云母粘片的沉降速率比等体积球形颗粒小两个数量级。
本文标题:4.3 固体物质在水中的溶解沉淀平衡--天然水系中的化学平衡(5)
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