химический каталог




Курс коллоидной химии

Автор С.С.Воюцкий

Ввиду электронейтральности системы поверхностная плотность заряда в жидкости также должна равняться величине а, но с обратным знаком. Это сгущение электрической энергии около межфазной границы эквивалентно заряду конденсатора и соответствует разности потенциалов ? между его обкладками или соответственно между фазами. Так как б очень малая величина, то кривизной межфазной границы можно пренебречь, считая, таким образом, что двойной электрический слой представляет собой плоский конденсатор. Известно, что между величинами б, а и ? для плоскопараллельного конденсатора имеется следующая зависимость:

Ј = 4jt5cr/e (VII, 35)

где е — абсолютная диэлектрическая проницаемость вещества между обкладками конденсатора

Это же уравнение можно переписать так:

a = eЈ/(4jt6) (VII, 33)

Если тангенциально к двойному слою ионов приложена разность потенциалов Е, а расстояние между электродами составляет L, то, очевидно, градиент потенциала внешнего поля и будет равен:

Я = Я/1 (VII, 37)

Электрическая сила, действующая тангенциально на единицу межфазной поверхности, когда последняя находится в электрическом поле с градиентом потенциала //, и стремящаяся сдвинуть Две фазы относительно друг друга, равна:

/?1 = аЯ (VII, 33)

Как уже отмечалось, после короткого периода установления стационарного режима как электрофорез, так и электроосмос идут с постоянной скоростью. Это можно объяснить только тем, что сила трения уравновешивает электрическую силу, обусловливающую относительное перемещение фаз. Согласно закону Ньютона сила трения, приходящаяся на единицу поверхности раздела фаз, составит:

F2=*t\{duidl) (VII, 39)

где TJ — динамическая вязкость жидкости; и — скорость передвижения жидкости относительно твердой стенки; I — толщина слоя жидкости, в котором меняется ее скорость, равная при принятой схеме двойного электрического слоя расстоянию между обкладками конденсатора б.

Принимая, что скорость течения жидкости в двойном электрическом слое линейно изменяется с расстоянием и учитывая, что / — о\ получим:

F2 = (VII, 40)

Так как при постоянной скорости электрофореза или электроосмоса электрическая сила, обусловливающая движение, и сила треиия равны, т. е. F\ — F2, то

аЯ = л(ы/б) (VII, 41)

Подставив в уравнение (VII, 41) значение а из уравнения (VII, 36), произведя необходимые сокращения и решив его относительно а, получим известное уравнение Гельмгольца — Смолуховского:

и~в?к/(4щ) (VII, 42)

Скорость электррфоретического переноса очень часто относят к единице градиента приложенного потенциала, для чего обе части уравнения (VII, 42) делят на Я:

и0 = и/Я » е?/(4ят|) (VII, 43)

Величина и0 называется электрофоретической подвижностью и обычно служит для сравнения способности к электрофорезу различных коллоидных систем.

Решая уравнение (VI 1,42) относительно ^-потенциала, получим:

? = 4ту*/(еЯ) (VII, 44)

С помощью формулы (VII, 44) можно выч-ислить ^-потенциал при электрофорезе или электроосмосе, если известна величина и.

При пользовании уравнением (VII, 44) необходимо помнить, что если приложенная извне разность потенциалов Е выражена, как обычно, в В, a L в см, то и = E/L (В/см) = E/L-300 (эл.-ст. ед/см). Отсюда потенциал, выраженный в абсолютных эл.-ст. ед., можно найти с помощью уравнения:

? « 4ят|и/(8Я)«»4nr\uL • 30ОДе?) (VII, 45)

Однако ^-потенциал, как и всякий другой электростатический потенциал, принято выражать в вольтах. Для этого вычисленное по уравнению (VII, 45) значение потенциала надо умножить еще раз на 300. Уравнение для вычисления электрокинетического потенциала в вольтах имеет следующий вид:

? = 4лциЬ • 3002/(е?) (VII, 46)

Следует заметить, что при выводе уравнений (VII, 42) и (VII, 44) был сделан ряд упрощений и не вполне обоснованных допущений. Прежде всего, как уже было указано при рассмотрении строения двойного электрического слоя, схему, из которой мы исходили, нельзя считать удовлетворительной. Двойной электрический слой, согласно новейшим представлениям, надо представлять не плоскопараллельным конденсатором, а конденсатором, одна из обкладок которого состоит из диффузно распределенных ионов. Часть этих ионов находится в приповерхностном слое и отстоит от твердой поверхности на меньшем расстоянии, чем плоскость скольжения. В результате этого электрокинетический потенциал соответствует не всему заряду на поверхности стенки, а разности между общим поверхностным зарядом и зарядом всех противоионов, находящихся в приповерхностном слое. Поведение такого слоя при электрофорезе или электроосмосе следует представлять себе так, как это показано на рис. VII, 19 б. Правда, такое представление о двойном электрическом слое не обесценивает приведенный вывод, так как этот слой по-прежнему можно рассматривать как электрический конденсатор. Возникает лишь вопрос о том, насколько допустимо при количественных выводах приравнивать расстояние /, на котором происходит изменение скорости течения жидкости в двойном слое, к усредненному расстоянию между обеими обкладками электрического конденсатора с размытой внешней обкладкой.

Далее, поскольку скольжение происходит не в плоскости, а в слое, имеющем малую, но все же конечную толщину и содержащем некоторое число противоионов, изменение скорости течения жидкости в этом слое в зависимости от расстояния происходит не по строго прямолинейному закону. Следовательно, допущение, что du/dl = и/1 в некоторой степени условно.

Наконец, принимая значения диэлектрической порницаемости и коэффициента вязкости жидкости в двойном электрическом слое равными значению соответствующих- характеристик раствора, мы допускаем также некоторую ошибку, поскольку из-за повышенной концентрации ионов значения е и rj в двойном электрическом слое могут быть иными, чем в дисперсионной среде. На диэлектрическую проницаемость может влиять также поле высокого напряжения, возникающее в двойном электрическом слое. Вязкость у поверхности твердой фазы может быть повышена за счет изменения структуры приповерхностного слоя жидкости, вызванного действием молекулярных сил. На существенное повышение вязкости жидкости у поверхности твердой фазы указывалось в работах Б. В. Дерягина. Кроме того, и диэлектрическая проницаемость и вязкость являются макроконстантами и применение их при вычислении ^-потенциала, где они должны характеризовать слои жидкости молекулярной толщины, является условным.

Отличие значений диэлектрической проницаемости и вязкости в двойном электрическом слое жидкости от значений этих характеристик в объеме дисперсионной среды может приводить не только к получению неточных абсолютных

с—

Рис. VII, 20. Влияние концентрации с электролита в растворе ка электрокинетические свойства системы:

/ — изменение диэлектрической проницаемости 8; 2 — изменение ^-потенциала, вычисленного без учета изменения &; 3— изменение ?-потенциала, вычисленного с учетом изменения 8; 4—изменение электрофоретической подвижности и.

значений ?-потенциала, но и к изменению характера зависимости ^-потенциала от какого-нибудь влияющего на него фактора. Дл

страница 67
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189

Скачать книгу "Курс коллоидной химии" (4.52Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
пионовидные розы букет невесты цена тверь
Фирма Ренессанс лестница винтовая - доставка, монтаж.
кресло t 9908
бокс для скутера

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(11.12.2016)