Седиментационный анализ
Седиментацио́нный ана́лиз — совокупность методов определения размеров частиц в дисперсных системах и молекулярной массы макромолекул в растворах полимеров по скорости седиментации в условиях седиментационно-диффузного равновесия.

Седиментационное равновесие 
На сферические дисперсные частицы действует сила тяжести, пропорциональная кажущейся (с учётом закона Архимеда) массе:
 
где  — ускорение свободного падения,  — разность плотностей частицы и среды.

Под действием силы  частицы начинают ускоренно двигаться, однако при этом на них действует сила сопротивления среды , пропорциональная их скорости , радиусу  и вязкости среды  (закон Стокса):

 

При возрастании скорости частицы наступает момент, когда сила сопротивления среды  уравновешивает силу тяжести , действующую на частицу и после этого момента частица движется с постоянной скоростью седиментации :

 

где  — объём сферической частицы радиуса .

При осаждении частиц возникает градиент их концентрации, направленный по направлению вектора ускорения, этот градиент приводит к диффузии частиц в направлении их меньшей концентрации, то есть в направлении, обратном направлению седиментации; при этом спустя некоторое время устанавливается динамическое равновесие, когда седиментационный и диффузионный потоки частиц взаимно уравновешиваются — наступает седиментационно-диффузное равновесие, концентрация частиц при таком равновесии описывается барометрической формулой:

 

 где  — концентрация частиц в зависимости от высоты (координаты вдоль которой направлен вектор ускорения), 1/м3;
  — концентрация частиц на высоте (координате) , 1/м3;
  — модуль вектора ускорения, м/с2;
  — объём частицы, м3;
  — текущая высота (координата), м;
  — разность плотностей частиц и среды, кг/м3;
  — постоянная Больцмана, Дж/К;
  — абсолютная температура, К.

Методы седиментационного анализа 
Обычно седиментация в гравитационном поле применяется для грубодисперсных систем (суспензий, эмульсий), размер частиц которых превышает 1 мкм. Один из традиционных приборов для этой цели — торсионные весы.

Седиментация в центробежном поле используется для изучения коллоидных систем и растворов полимеров; центробежные ускорения достигают сотен тысяч  и реализуются в ультрацентрифугах с частотой вращения ротора до нескольких десятков тысяч об/мин. 

Отношение скорости седиментации к центробежному ускорению (константа седиментации) — важная молекулярно-кинетическая характеристика системы. Она зависит от массы и формы частиц фазы или молекулярной массы макромолекул. Единицей константы седиментации является сведберг, обозначаемый в литературе как большое латинское .

Эти методы позволяют получать как усреднённую характеристику дисперсности, так и кривые распределения частиц по размерам или массам (для полимеров — молекулярно-массовое распределение).

Литература 
1. Ходаков Г. С., Юдкин Ю. П. Седиментационный анализ высокодисперсных систем. — М., 1981.

См. также 
 Динамическое рассеяние света
 Анализ траекторий наночастиц
 Ситовой анализ
 Сведберг (единица измерения)

Коллоидная химия
Методы экспериментальной физики