Электрокинетические явления
Электрокинетические явления – это явления, которые возникают при воздействии электрического поля на дисперсную систему (электрофорез, электроосмос), а также в результате перемещения частиц дисперсной фазы или дисперсионной среды (потенциал течения, потенциал седиментации).
Причина электрокинетических явлений заключена в противоположности знаков заряда твердой фазы и жидкости, что связано с наличием ДЭС на поверхности частиц дисперсной фазы. При перемещении частицы и дисперсионной среды относительно друг друга происходит разрыв ДЭС по плоскости скольжения. Величина электрокинетического (
) потенциала, соответствующего плоскости скольжения, определяет интенсивность всех электрокинетических явлений.
3.5.1. Электрофорез
Электрофорез – направленное движение частиц дисперсной фазы относительно дисперсионной среды под действием внешнего электрического поля.
При наложении внешнего электрического поля происходит разрыв мицеллы: частицы дисперсной фазы вместе с адсорбированными на них потенциалопределяющими ионами и противоионами адсорбционного слоя перемещаются к электроду, знак которого противоположен знаку заряда коллоидной частицы (
потенциалу), а противоионы диффузионного слоя – к другому электроду.
Например, если дисперсная фаза заряжена отрицательно, коллоидные частицы движутся к положительному электроду (аноду), а положительно заряженные противоионы диффузионного слоя – к катоду (рис. 40). И наоборот.
|
|
|
После установления стационарного режима электрофорез идет с постоянной скоростью. Скорость движения, или электрофоретическая скорость 
, зависит от величины электрокинетического потенциала (), напряженности электрического поля (
) и свойств сплошной среды (динамической вязкости 
и диэлектрической проницаемости 
):
, (45)
где 
– электрическая постоянная, 
8,85×10–12 Кл/(В×м);
– напряженность, или градиент внешнего электрического поля;
– разность потенциалов внешнего электрического поля;
– расстояние между электродами.
Скорость движения в расчете на единицу напряженности электрического поля Н называют электрофоретической подвижностью
. (46)
зависит только от свойств дисперсной фазы и дисперсионной среды.
На подвижность коллоидной частицы оказывают влияние электрофоретический и релаксационный эффекты.
Электрофоретический эффект торможения обусловлен сопротивлением движению частиц, которое оказывают гидратированные противоионы, увлекающие за собой окружающую их жидкость (дисперсионную среду) и передвигающиеся в направлении, противоположном движению частицы. Это приводит к снижению электрофоретической скорости.
|
|
|
Релаксационный эффект вызывается нарушением симметрии диффузионного слоя ДЭС вокруг частицы при относительном движении фаз в противоположных направлениях. В результате возникает добавочное электрическое поле, направленное против внешнего поля, которое действует на частицу, стремясь двигать ее в обратном направлении. В результате скорость электрофореза снижается.
Для учета влияния этих факторов в уравнение (45) введен коэффициент 
(пси), который учитывает форму частиц и их ориентацию в электрическом поле. Для шарообразных частиц коэффициент равен 0,66, а для цилиндрических, ориентированных вдоль силовых линий электрического поля – 1.
Дата добавления: 2015-12-18; просмотров: 19; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!