Tamaño de partícula

El tamaño de partícula de un objeto esférico se puede definir de forma inequívoca y cuantitativa mediante su diámetro . Sin embargo, un objeto material típico suele tener una forma irregular y no esférica. La definición cuantitativa anterior del tamaño de partícula no se puede aplicar a partículas no esféricas. Existen varias maneras de extender dicha definición cuantitativa para aplicarla a partículas no esféricas. Las definiciones existentes se basan en reemplazar una partícula dada por una esfera imaginaria que posee una de las propiedades idénticas a la partícula.

Tamaño de partícula basado en el volumen

El tamaño de partícula basado en el volumen es igual al diámetro de la esfera que tiene el mismo volumen que una partícula dada. Se utiliza habitualmente en el análisis granulométrico , como hipótesis de forma ( el tamaño de la malla del tamiz es igual al diámetro de la esfera).

${\displaystyle D=2{\sqrt[{3}]{\frac {3V}{4\pi }}}}$

dónde

${\displaystyle D}$: diámetro de la esfera representativa

${\displaystyle V}$: volumen de partícula

Tamaño de partícula basado en el área

El tamaño de partícula basado en el área es igual al diámetro de la esfera que tiene la misma superficie que una partícula dada. Se utiliza habitualmente en técnicas de granulometría óptica .

${\displaystyle D={\sqrt[{2}]{\frac {4A}{\pi }}}}$

dónde

${\displaystyle D}$: diámetro de la esfera representativa

${\displaystyle A}$: área superficial de la partícula

En algunas medidas, el tamaño (una dimensión de longitud en la expresión) no se puede obtener directamente, sino que solo se puede calcular en función de otras dimensiones y parámetros. A continuación se ilustran los casos principales.

Tamaño de partícula basado en el peso (esferoidal)

El tamaño de partícula basado en el peso es igual al diámetro de una esfera con el mismo peso que una partícula dada. Resulta útil como hipótesis en centrifugación y decantación , o cuando se puede estimar el número de partículas (para obtener el peso promedio de las partículas dividiendo el peso de la muestra entre el número de partículas en la muestra). Esta fórmula solo es válida cuando todas las partículas tienen la misma densidad.

${\displaystyle D=2{\sqrt[{3}]{\frac {3W}{4\pi dg}}}}$

dónde

${\displaystyle D}$: diámetro de la esfera representativa

${\displaystyle W}$: peso de la partícula

${\displaystyle d}$: densidad de partícula

${\displaystyle g}$: constante gravitacional

Tamaño de partícula aerodinámico

El tamaño de partícula hidrodinámico o aerodinámico es igual al diámetro de la esfera que tiene el mismo coeficiente de arrastre que una partícula dada.

Otra complejidad en la definición del tamaño de partícula en un medio fluido surge para partículas con tamaños inferiores a un micrómetro . Cuando una partícula se vuelve tan pequeña, el espesor de la capa interfacial se vuelve comparable con el tamaño de la partícula. Como resultado, la posición de la superficie de la partícula se vuelve incierta. Existe una convención para ubicar esta superficie imaginaria en una posición determinada, sugerida por Gibbs y presentada en muchos libros sobre ciencia de interfaces y coloides . ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]}

En ciencia de materiales y química coloidal , el término partícula coloidal se refiere a una pequeña cantidad de materia con un tamaño típico de coloides y con un límite de fase bien definido. Las partículas de la fase dispersa tienen un diámetro de entre aproximadamente 1 y 1000 nanómetros . Los coloides son heterogéneos por naturaleza, invisibles a simple vista y se mueven siempre en un movimiento aleatorio en zigzag conocido como movimiento browniano . La dispersión de la luz por partículas coloidales se conoce como efecto Tyndall . ^{[ 13 ]}