Н. Каразина С. В
жүктеу/скачать 1,02 Mb.
|
| ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
ДЭС на границе раздела дисперсной фазы и дисперсионной среды обусловливает возможность взаимодействия дисперсных систем с элек- трическим полем. Эффекты, связанные с относительным перемещением двух фаз под действием электрического поля или с возникновением раз- ности потенциалов при перемещении этих фаз относительно друг друга, называются электрокинетическими явлениями. Электрофорез – явление перемещения частичек дисперсной фазы в дисперсионной среде под действием внешнего электрического поля. Ско- рость электрофореза прямо пропорциональна градиенту электрического потенциала. При электрофорезе, как и при электролизе, могут происхо- дить оседание и разряжение частичек дисперсной фазы на электроде. При оседании частичек дисперсной фазы в жидкости возникает раз- ность потенциалов (эффект Дорна), что можно обнаружить, введя в сис- тему два электрода на различной высоте; возникающая разность потен- циалов называется потенциалом седиментации. Это явление обратно электрофорезу. Электроосмосом называется явление перемещения дисперсионной среды относительно неподвижной дисперсной фазы (через капилляры, твердые пористые диафрагмы и мембраны, слои мелких частичек) под действием внешнего электрического поля. Количество перенесенной че- рез пористую диафрагму жидкости прямо пропорционально силе тока в системе. При продавливании жидкости через диафрагму (капилляр, мембра- ну) из пористого материала, расположенную между электродами, появля- ется разность потенциалов. Это явление, обратное электроосмосу, назы- вается эффектом Квинке, а возникающая разность потенциалов – потен- циалом протекания. Он прямо пропорционален разности давлений по обе стороны пористой диафрагмы, не зависит от площади и толщины диа- фрагмы и количества протекающей жидкости. Все электрокинетические явления связаны с существованием на гра- нице раздела фаз ДЭС. При взаимном перемещении дисперсионной среды и дисперсной фазы слой жидкости, прилегающий к поверхности и прочно связанный с нею силами межмолекулярного взаимодействия, составляет с частичкой дисперсной фазы неразрывное целое. Он либо перемещается вместе с дисперсной фазой при электрофорезе или эффекте Дорна, либо остается неподвижным при электроосмосе и эффекте Квинке. Ионы, на- ходящиеся в этом слое жидкости, перемещаются (или остаются непод- вижными) вместе с дисперсной фазой. Этот прочно связанный с поверх- ностью слой имеет толщину, превышающую молекулярные размеры, по- этому в его состав входят потенциалопределяющие ионы, закрепленные непосредственно на границе раздела фаз, противоионы, сосредоточенные в адсорбционном слое Штерна, и часть противоионов диффузного слоя. Электрокинетические явления определяются не общим зарядом q и
потенциалом s поверхности, а зарядом и потенциалом на плоскости скольжения ( -потенциалом). Скорость электрофореза и электроосмоса, потенциалы протекания и седиментации прямо пропорциональны электрокинетическому потенциа- лу, что позволяет определять его значение при изучении электрокинети- ческих явлений. В простейших случаях, при отсутствии осложняющих процесс явле- ний, уравнения для расчета электрокинетического потенциала, т.е. коли- чественной характеристики электрокинетического явления, имеют вид: для электрофореза для электроосмоса для потенциала протекания
0H , (8.8) 0I E , (8.9) 0P где u – линейная скорость электрофореза при градиенте потенциала H U L , U – внешняя разность потенциалов, L – расстояние между электродами; – объемная скорость электроосмоса при силе тока в сис- теме, равной I , то есть объем жидкости, протекающей за единицу време- ни через мембрану в целом; E – потенциал протекания, возникающий при перепаде давления P ; , , – соответственно вязкость, удельная электропроводимость и диэлектрическая проницаемость дисперсионной среды; 0 – диэлектрическая постоянная, равная 8.85410–12 Ф/м. Методы измерения величин u , и E определяются видом дисперс- ной системы, для которой измеряется -потенциал. жүктеу/скачать 1,02 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|