Sedimantasyon katsayısı - Sedimentation coefficient
sedimantasyon katsayısı (s) bir parçacığın özellikleri sedimantasyon sırasında santrifüj. Bir partikülün sedimantasyon oranı olarak tanımlanır hız başvurana hızlanma sedimantasyona neden olur.
Sedimantasyon hızı (içinde Hanım ) aynı zamanda terminal hız. Sabittir çünkü bir parçacığa yerçekimi veya bir santrifüj ile uygulanan kuvvet (tipik olarak onbinlerin katları halinde) yerçekimleri içinde ultra santrifüj ) tarafından dengelenir viskoz direnç sıvının (veya "sürüklenmesi") (normalde Su ) içinden partikülün hareket ettiği. Uygulanan ivme a (içinde Hanım2 ) biri olabilir yerçekimi ivmesi gveya daha yaygın olarak merkezkaç ivme . İkinci durumda, ... açısal hız of rotor ve r bir parçacığın rotor eksenine olan mesafesidir (yarıçap ).
Küresel bir parçacık için viskoz direnç şu şekilde verilir: Stokes yasası: 6πηr0v, burada η ortamın viskozitesidir, r0 parçacığın yarıçapı ve v parçacığın hızıdır. Stokes yasası, sonsuz miktarda sıvı içindeki küçük küreler için geçerlidir.
Merkezkaç kuvveti aşağıdaki denklemle verilir: mrω2burada m, parçacığın içinde bulunduğu akışkanın eşdeğer hacminin kütlesinin üzerindeki fazlalık kütlesidir (bkz. Arşimet prensibi ) ve r, parçacığın dönme eksenine olan mesafesidir. İki karşıt kuvvet, viskoz ve merkezkaç dengede olduğunda, parçacık sabit (son) hızda hareket eder. Küresel bir parçacığın son hızı denklemde verilmiştir:
Bu denklemi yeniden düzenlemek son formülü verir:
Sedimantasyon katsayısının birimleri vardır zaman, olarak ifade edildi Svedbergs. Bir svedberg 10'dur−13 s. Sedimantasyon katsayısı, bir parçacığın sedimantasyon hızını uygulanan ivmesine normalleştirir. Sonuç artık ivmeye değil, yalnızca parçacığın ve içinde asılı olduğu sıvının özelliklerine bağlıdır. Literatürde belirtilen sedimantasyon katsayıları genellikle 20 ° C'de suda sedimantasyona ilişkindir.
Sedimantasyon katsayısı gerçekte, eğer sürükleme yoksa, verilen ivme altında parçacığın son hızına ulaşması için gereken süredir.
Yukarıdaki denklem gösteriyor ki s Orantılıdır m ve ters orantılı r0. Ayrıca belirli bir şekle sahip küresel olmayan parçacıklar için, s Orantılıdır m ve belirli bir boyutla ters orantılıdır.
Belirli bir şekil için, m üçüncü kuvvetin boyutuyla orantılıdır, bu nedenle daha büyük, daha ağır parçacıklar daha hızlı çökelir ve daha yüksek svedberg'e sahiptir veya sdeğerler. Ancak sedimantasyon katsayıları ilave değildir. İki parçacık birbirine bağlandığında, şekil orijinal parçacıkların şekillerinden farklı olacaktır. Şekil aynı olsa bile, fazla kütlenin boyuta oranı, başlangıç parçacıklarının oranlarının toplamına eşit olmayacaktır. Bu nedenle, ayrı ayrı ölçüldüklerinde, bağlı parçacığın toplamı olmayan svedberg değerlerine sahiptirler. Örneğin ribozomlar tipik olarak sedimantasyon katsayısı ile tanımlanır. 70 S ribozomu bakteri 70 svedberg sedimantasyon katsayısına sahiptir, ancak 50 S alt birim ve bir 30 S alt birim.