Электрокинетикалық қҧбылыстар

259
(9.38)
иондарының бір бӛлігі дисперсті ортада қалады. Соның нәтижесінде 
дисперсті орта мен дисперсті фаза қарсы зарядталған болып шығады. 
Диффуздық қабаттың бӛлігі ҥзілгенде сырғанау жазықтығында пайда 
болған потенциал электрокинетикалық потенциал немесе С,(дзета) –
потенциал деп аталады. Жалпы жағдайда Z-потенциал ф
8 
потенциалдан 
әрқашан кіші; бҧл айырма ҚЭҚ диффузды бӛлігінің ҧзындығы азайған 
сайын артады. Сондықтан диффуздық қабаттың қалыңдығына ісер ететін 
барлық факторлар Z-потенциалдың ӛзгерісін тудырады. Осылайша, 
температураның тӛмендеуі, жҥйеге индифферентті электролит енгізу және 
оның иондарының зарядын арттыру электрокинетикалық потенциалды 
азайтуға апарады. Ортаның диэлектрлік ӛткізгіштігінің азаюымен Z –
потенциалдың мәні тӛмендейді, мысалы су ерітіндісіне спирт, эфир және 
басқа да органикалық қосылыстарды қосқан кезде. Бҧдан басқа Z-по-
тенциалға байланысқа тҥсетін фазалардың табиғаты және дисперстік 
ортаның рН кӛресткіші кӛп әсер етеді.
Электрокинетикалық 
қҧбылыстардың 
(электрофорез 
және 
электроосмос) кӛмегімен тәжірибе жҥзінде Z-потенциалдың таңбасы мен 
мәнін анықтауға болады. Z –потенциалды есептеу ҥшін алғашында 
электроосмос ҥшін алынған Гельмгольц—Смолуховский формуласын 
қолданады: 
Бҧл жердегі u
0
— сҧйықтықтың сызықтық жылдамдығы; n — 
сҧйықтықтың тҧтқырлығы; Е— электр ӛрісінің кернеулілгі. 
(9.38) теңдеуіне электросмотикалық сызықтық жылдамдық кіреді, 
тәжірибелік мәліметтерді ӛңдеу кезінде кӛлемдікке ауыстырған жӛн. Бҧл 
жағдайда (9.40) формуланы мына тҥрде жазуға болады
(9.39) 
бҧл жердегі к — ерітіндінің ҥлестік электр ӛткізгіштігі; I —ток кҥші. 
Егер капилляр радиусын микро кеуекті капилляр денелерде 
байқалатын қосарланған электр қабатының қалыңдығымен салыстырсақ, 
онда ерітінді кӛлеміндегі ҥлестік электр ӛткізгіштік мәні капилляр ішіндегі 
ерітіндінің электр ӛткізгіштігінің мәніне сәйкес келмейді, және Z-
потенциалды есептеу кезінде қосымша беттік ӛткізгіштікке тҥзету енгізу 
қажет. K
s
беттік өткізгіштік ҚЭҚ болуымен байланысты капиллярдағы 
ерітінді ӛткізгіштігінің ӛсімі болып табылады, соның салдарынан 
ерітіндінің жалпы ӛткізгіштігі кӛлемдіктен бірнеше есе кӛп болуы мҥмкін. 
Сондықтан Z-потенциал мәнін ӛте жіңішке капиллярдағы электроосмомты 
зерттеу нәтижесі бойынша есептегенде (9.39) формулаға ҥлестік 
ӛткізгіштіктің орнына к + K
s
ӛрнекті қояды. 
(9.39) теңдеу Z-потенциалды есептеу ҥшін және элетрофорезды зерттеу 
кезінде пайдалануға болады, себебі, электрофорез кезінде бӛлшектердің 

260
қозғалыс жылдамдығын тікелей ӛлшеуге болады. (9.38) теңдеуде и
0
жылдамдығы деп дисперсті фаза бӛлшектерінің сызықтық жылдамдығын 
тҥсінеді. 
Электрофорез 
кезіндегі 
дисперсті 
фаза 
бӛлшектері 
жылдамдығының электр ӛрісіне қатынасын и
0
/Е электрофоретикалық 
қозғалғыштық и
эф
деп атайды 
(9.40) және (9.41) теңдеулері келесі жобалауларда қолданылады: 
дисперсті фаза бӛлшектері бір текті электр ӛрісінде қозғалады; дисперсті 
фаза бӛлшектері электр тоғын ӛткізбейді, яғни, диэлектрик; ҚЭҚ 
қалыңдығы қозғалыстағы бӛлшектердің ӛлшемінен айтарлықтай аз.
Соңғы жобалауды сақтамаған кезде тәжірибе жҥзінде анықталған Z-
потенциалдың мәні есептелгеннен айтарлықтай тӛмен болып шығады, бҧл 
Гельмгольц—Смолуховский теңдеуімен ескерілмеген екі эффектіге 
байланысты: релаксация эффектісі және электрофоретикалық тежелу. 
Релаксация эффектісі фазаладрдың қарама қарсы жақтарға қозғалысы 
кезінде бӛлшектің айналасында диффуздық қабаттың симметриясы 
бҧзылғанда кӛрінеді. Сыртқы ӛріске қарсы бағытталған ішкі электр ӛрісі 
(диполь) пайда болады. Жҥйенің тепе теңдік кҥйін қалпына келтіру ҥшін 
біраз уаӛыт қажет, бҧл релаксация уақыты деп аталады. Бҧл уақыт 
жеткілікті кӛп, жҥйе тепе теңдікке келіп ҥлгермейді, осыған байланысты 
электр ӛрісінің тиімді кернеуі азаяды, салдарынан, тәжірибе жҥзінде 
анықталатын и
э
ф мәні мен Z-потенциал мәні тӛмендетілген болып 
шығады.
Электрофоретикалық тежелу қарсы иондар кері ағынының 
бӛлшектерінің қозғалысына кедергімен тҥсіндіріледі. Осының салдарынан 
дисперсті фаза бӛлшектерінің электрофоретикалық жылдамдығы азаяды. 
Электрофоретикалық тежелу диффуздық қабаттың қалыңдығы мен бӛлшек 
ӛлшемінің функциясы болып табылады.
Осылайша, Z-потенциалды анықтаудың электроосмотикалық және 
электрофоретикалық әдістерібірқатар факторларды ескермейді, сондықтан 
есептеу нәтижелері тӛмендетілген болады. Кей жағдайларда бҧл 
факторларды тҥзетулер енгізу арқылы ескеруге болады, ал кей жағдайда 
болмвйды. Z-потенциалдың салыстырмалы ӛзгерісін анықтаған кезде 
кӛптеген факторларды ескермеуге болады.
Электрокинетикалық 
қҧбылыстар 
кеңінен 
қолданылады. 
Электрофорездің кӛмегімен әр тҥрлі беттерге жоғары сапалы жабындар 
алуға болады. Бҧл кезде электродтың бірі ретінде жабын қалыптасатын 
деталь, ал басқасы суспензия бар ыдыс қызмет етеді, дисперсті фаза 
детальдың бетіне тӛселеді. Бҧл әдіс кҥрделі конфигурациялы деталдарда 
біркелкі жабын алуға мҥмкіндік береді.
(9.40) 
(9.41) 

261
9.10. Сурет. Диализ 
кезіндегі диффузиялық 
ағын ҥшін теңдеу 
қорытындысына
Электроосмос кеуекті денелерді (ғимарат қабырғалары, тӛгілмелі 
материалдар) кептіру кезінде, сонымен қатар материалдарға әр 
тҥрлізаттарды сіңдіру ҥшін қолданылады. Электросмомты пайдалану 
электр энергиясын кӛп тҧтынылатындықтан шектеулі екенін айта кеткен 
жӛн.

жүктеу/скачать 9,08 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: