質問: 高分子凝集剤で沈殿→比重の話 液中の有害な物質を除去するために、凝集沈殿法があります。例えば、水酸化銅の水溶液ならph10程度のアルカリにして、高分子凝集剤にてフロックを大きくして、固液分離します。 その際、高分子凝集剤が接着剤の働きをみせ、水酸化銅が凝集され、目に見えるフロックとなって、沈殿します。 今までこの現象は、水酸化銅が集まって大きくなり、重たくなるから、”沈む”というイメージをもってました。 水の比重は1、水酸化銅の比重をaとした時、水酸化銅が凝集されるから、そのフロックの重さは a*n or a^n となり、水の比重1より大きくなって、沈殿する。 しかし、比重を考えると、比重はどれだけ凝集されても、常に一定だから、この水酸化銅もいくら凝集しても水に対する比重が同じということは、沈まないのではないか? 沈むのは事実ですが、比重のことを考えるとわからなくなってきました。 すみませんが、凝集・比重について教えてください。
回答: 比重は凝集しようがしまいが変わりません.当たり前です. 微細な分散系は個々の粒子が小さいため,「質量」が小さいのです.そのため,水分子などの衝突によるブラウン運動が容易におこり,結果として沈降するよりも分散される方が優先されてしまう,つまり常時撹拌がおこっている状態になるのです. 「質量」が大きい粒子についてはブラウン運動よりも重力の方が大きく効くようになります. 一つの粒子が周囲の分子の衝突によって受けるエネルギーは,粒子の衝突頻度に比例するでしょうから表面積に比例すると考えると,粒径の2乗に比例することになります.しかし質量は粒径の3乗で増えるので,粒子が大きくなるほど重力の効果が顕著になります.