|
В кусок влажной глины (1) были вставлены две стеклянные трубки (2 и 3). В цилиндры насыпали кварцевый песок (4) и налили в них до одинакового уровня воду. Опустив в воду электроды и подав на них электрический ток, через некоторое время под влиянием электрического поля частицы глины отрываясь от поверхности, будут проходить через песок и двигается к положительному полюсу образуя хорошо заметную муть (суспензию) (5), следовательно частицы глины заряжена отрицательно.
Одновременно в цилиндре с (-) электродом (катодом) уровень воды поднялся, а в цилиндре с (+) полюсом опустился, что свидетельствует о положительном заряде воды.
|
Дальнейшие
изучение этих явлений показало, что они характерны для всех коллоидных систем. Движение частиц дисперсной фазы в электрическом поле к противоположно заряженному электроду получило название
электрофореза.
Для определения причины поднятия воды в цилиндре с (-) полюсом, был поставлен следующий опыт. (рисунок 5)
.
|
Через U-образную трубку (1), средняя часть которой была заполнена кварцевым песком (2), пропускали электрический ток.
После включения тока в колене с (-) электродом уровень воды поднялся, а в колене с (+) опустился.
Это продолжалось до тех пор, пока разность уровней не достигла определенного значения. Причем количество перенесенной жидкости находится в прямой зависимости от приложенной разности потенциалов и диэлектрической проницаемости и обратно пропорционально вязкости этой среды. Процесс переноса жидкости через пористые диафрагмы и узкие капилляры получил названии электроосмос.
|
Позднее были открыты еще два электрокинетических явлений, противоположных выше указанным.
Первое явление: При механическом проталкивании воды через пористую диафрагму или через капилляр, на противоположных сторонах диафрагмы (капилляра) появляется разность потенциалов, препятствующая протеканию жидкости. Это
явление носит название эффект протекания, а разность потенциалов на диафрагме –
потенциал протекания.
Другое явление заключается в возникновении скачка потенциала, при механическом передвижении твердой части в жидкой фазе. Указанное явление (обратное электрофорезу) получило название
эффекта седиментации, а скачек потенциала –
потенциалом седиментации.
Таким образом электрокинетические явления можно обобщить следующим образом:
а) э.д.с приложена извне:
1)
Электрофорез – твердая фаза движется по
отношению жидкой неподвижной;
2)
Электроосмос – жидкая фаза движется относительно твердой неподвижной.
Б) Передвижение вызывает э.д.с:
1)
Потенциал седиментации – твердая движется относительно жидкой.
2)
Потенциал протекания – жидкая движется относительно твердой.
3. На основе изучения электрокинетического явления в коллоидных системах было установлено, что у поверхности коллоидных частиц на границе раздела фаз образуется двойной электрический слой и возникает скачек потенциала. Это
обусловлено тем, что ионы одного знака необменно абсорбируются на поверхности абсорбента, а ионы противоположного знака в силу электростатического притяжения располагаются около нее. Знак заряда поверхности зависят от природы твердых частиц и от природы жидкости. Кроме того, заряд может возникнуть в результате диссоциации молекул поверхности частицы, ионы одного знака остаются
фиксированными на поверхности, а другого уходят в раствор. Схема двойного электрического слоя рис. 6.
Рис. 6.
|
Согласно теории двойного электрического слоя можно объяснить электрокинетические явления: движение твердой фазы к одному (+) полюсу происходит с адсорбционным слоем (до линии mn), т.е. твердая фаза имеет (-) заряд. К другому (-) полюсу движется жидкость с частью противоионов (правее линии mn) жидкость имеет (+) заряд.
Разность потенциалов между подвижной и неподвижной частями двойного электрического слоя называют электрокинетическим потенциалом ().
Вычисление проводят пользуясь данными электрофореза и проводят по формуле: ,
|
где:
К- const, зависит от формы коллоидных частиц(сферы
К = 6; цилиндры
К = 4);
вязкость среды;
D- диэл-я постоянная;
Е-
градиент напряжения поля;
U- средняя скорость движения частиц под действием электрического поля.
Do'stlaringiz bilan baham: 
