ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Вычисление -потенциала по формулам классической теории для электроосмоса и потенциала течения в области малых сечений капилляров из "Электрокинетические явления" Рассмотрим те отклонения в сторону уменьшения величины электрокинетического потенциала, вычисленного по формулам классической теории, которые наблюдаются для капиллярных систел в области малых радиусов пор. Как видим, имеется сходная картина для злектроосмоса и для потенциала течения, о чем упоминалось ранее. [c.85] Рассмотрим коэффициент вязкости г . Обычно при вычислении величины -потенциала по методам злектроосмоса и потенциала течения вязкость жидкости принимается всеми авторами за вязкость свободной жидкости вне капиллярной системы. Однако вопрос об истинном значении вязкости в системе тонких капилляров остается до настоящего времени еще не решенным. [c.86] Как видно из графика, с разбавлением раствора отношение т /г]о сильно возрастает, что согласуется с данными других авторов. Добавление поверхностно-активных веществ (ПАВ) приводило к увеличению скорости протекания и, следовательно, к уменьшению т]/т о (кривая 2). Последнее отмечалось также в работе Б. В. Дерягина и Н. А. Крылова по фильтрации воды с добавками ПАВ через стеклянные фильтры типа Шотта. Увеличение скорости при добавке ПАВ Б. В. Дерягин и Н. А. Крылов объяснили уменьшением вязкости пристенного слоя воды вследствие дегидратации на границе гидрофобного слоя ПАВ. [c.87] Из данных таблицы можно видеть, что с разбавлением раствора и уменьшением радиуса капилляров вязкость возрастает, и для наиболее тонкой системы капилляров сечением 0,05 мк (г = 0,025 мк) коэффициент вязкости для дистиллированной воды увеличивается на 60%. [c.88] Если учесть, что поле двойного электрического слоя оценивается, как уже говорилось ранее, величиной напряженности 10 в/см, то можно предполагать значительное увеличение вязкости в пределах двойного слоя. Однако, каково значение вязкости на границе скольжения между фазами, остается неясным. [c.89] По-видимому, только в исследовании Б. А. Холодницкого, где проводилось параллельное измерение вязкости и вычислялся -потенциал по потенциалам и токам течения на одних и тех же объектах геометрически правильной структуры, можно количественно учесть влияние повышенной вязкости в системе тонких капилляров и ввести соответствующую поправку к величине -потенциала, рассчитываемой по классической формуле, что и было сделано. Можно предполагать, что для тех случаев, когда толщина двойного электрического слоя и сечения капилляров исследуемой системы становятся величинами одного порядка, введение поправок на повышенное значение вязкости в пристенном слое приобретает реальное значение, но более определенные рекомендации количественного характера в настоящее время не могут быть сделаны вследствие недостаточной разработки этого вопроса. [c.89] На рис. 52 приведено изменение отношения диэлектрической проницаемости к вязкости в зависимости от напряженности поля по данным Грэма и Бутса (вязкость дана в пуазах). По этим данным отношение 01ц резко падает с увеличением напряженности поля, отвечающей существующим условиям в двойном электрическом слое. На рис. 53 отношение Ь/т] представлено как функция 11)1 при различных концентрациях раствора. Из этого графика можно видеть, что с возрастанием концентрации электролита отношение 0 г быстро падает. [c.91] Поскольку в уравнениях (35) и (52) для вычисления -потенциала мы имеем обратное отношение — т]/Д, то, если бы имелась возможность для данной капиллярной системы в растворе знать отношение т]/Д, можно было бы ввести поправку на уменьшающееся значение -потенциала с изменением сечения капилляров. Однако такие данные отсутствуют. Гуггенгейм, а также Гортнер предложили, ввиду неопределенности вопроса о численном значении диэлектрической проницаемости в тонкокапиллярных системах, вообще отказаться от введения этой величины в электрокинетические уравнения и определять вместо -потенциала лишь момент двойного слоя т, т. е. произведение плотности заряда Г] на расстояние между обкладками двойного слоя б т = т1 б. [c.91] Теперь вопрос, что лучше — формула (56) или (57) Как будто бы проще формула Перрена. Однако мне кажется, что это не так. Можно видеть, что представление о диэлектрической постоянной здесь вообще не нужно до тех пор, пока мы не пожелаем отличить заряд в проводнике от заряда в диэлектрике. Если интересоваться детальным строением двойного слоя, то диэлектрическая проницаемость здесь ни при чем и ее лучше не вводить, и я не вижу, чем лучше уравнение (57) по сравнению с (56). Если мы рассмотрим все электрокинетические формулы, то увидим, что они содержат фактор ) /4я, что есть не что иное, как т = т1 б. Я уверен, что многие другие, кроме меня, получат более ясную и простую картину электрокинетических явлений, если отбросят привычку превращать момент двойного слоя т в и затем переводить его в вольты умножением на 300 . [c.92] Такой величиной и пользовался в своих работах Гортнер. Однако кроме этого автора никто из исследователей не пошел по этому пути, и привычка представлять полученные данные в виде 5-потенциала вследствие наглядности оказалась укоренившейся достаточно прочно. [c.93] Подводя итоги имеющимся к настоящему времени данным в литературе о значении диэлектрической проницаемости в электрокинетических уравнениях, можно сказать, что вопрос не доведен до окончательного решения, и мы не имеем достаточно определенных данных для суждения о величине диэлектрической проницаемости жидкости в системе тонких капилляров. Положение усложняется тем, что подстановка какого-то иного значения О вместо обычного для свободной жидкости, например для воды величины 7 вместо 81, как характеризующей двойной электрический слой, не дает возможности внести поправку на постепенно уменьшающееся значение -потенциала с уменьшением радиуса пор, Поскольку область проявления электрокинетических эффектов относится к относительно большим разбавлениям растворов электролитов граница смещения жидкости по отношению к твердому телу находится за пределами гельмгольцевской части двойного слоя, то можно полагать, что значительные изменения величины диэлектрической проницаемости приходятся на молекулярный конденсатор в пристенном слое. Поэтому введение диэлектрической проницаемости отвечающей свободной жидкости, в уравнения электрокинетики в настоящее время имеет основания. [c.93] Вопрос о недоразвитии или сжатии двойного слоя в системе тонких капилляров в связи с электрокинетическими явлениями пересматривался в последнее время Б. В. Дерягиным и Н. В. Чу-раевым. В работе этих авторов рассматривается вопрос о перекрытии и взаимопроникновении диффузных слоев при их сближении. Они указывают на ошибочность взглядов Ленса и Зельцера, предполагавших, что в центральной части щели или капилляра значение межфазного потенциала равно нулю при сближении стенок до толщины двойного слоя и меньше. [c.95] Кривая 1 — по уравнению (64) кривая 2 — по уравнению (65). [c.97] На рис. 56 приведена кривая, которую дают Булл и Мойер для зависимости этого отношения от соотношения радиуса капилляра с толщиной двойного слоя (кривая 1). [c.97] Если отложить отношение 1/ 2 в зависимости от г/бкр по суммарному уравнению (65), то получается кривая 2. В этом случае отклонение в области тонких капилляров оказывается более значительным. [c.98] Резюмируя вышесказанное, приходим к выводу, что в случае весьма тонкокапиллярных систем в области сильно разбавленных растворов, когда сечение капилляров и толщина двойного электрического слоя на границе раздела становятся близкими друг к другу, на полученный результат вычисления -потенциала по формулам классической теории может сказаться влияние перекрытия двойных слоев и искривление поверхности. Эту проблему нельзя считать окончательно разрешенной, необходима дальнейшая теоретическая работа и накопление новых экспериментальных данных для создания более полной и строгой теории, могущей дать конкретные указания для практического использования. [c.98] Теория электроосмотического противотока в том виде, как она была дана Буллом, подверглась критике со сторны Рейхар-дта. По мнению Рейхардта электроосмотический противоток может наблюдаться только в области двойного электрического слоя. Рейхардт считает, что распределение скоростей течения жидкости по продольному сечению капилляра при наличии электроосмотического противотока может иметь следующий вид, показанный па рис. 57. [c.99] Вернуться к основной статье