ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электрокинетические свойства капиллярных систем из "Электрокинетические явления" Под капиллярными системами мы будем понимать системы, образованные твердыми телами, пронизанные открытыми с обеих сторон порами. Размер этих пор может колебаться от микроскопических до коллоидных и молекулярных размеров. Твердое тело, образующее капиллярную систему, может быть сплошным или образованным из отдельных соприкасающихся между собою частиц. Поры в таких системах могут иметь цилиндрическую форму, щелевидную или какую-либо иную и быть прямыми или извитыми, а также располагаться отдельно или сообщаться между собою. [c.144] В научной и технической литературе пористые тела обозначаются часто как диафрагмы, или мембраны, причем под диафрагмами обычно подразумеваются относительно крупнопористые перегородки значительной толщины, обладающие известной жесткостью, тогда как термин мембраны относится преимущественно к эластичным, тонким пленкам с порами коллоидньпх и молекулярных размеров. Условность и различие в терминологии между отдельными исследователями дает нам основание употреблять эти термины как равнозначные. Однако, если скелет капиллярной системы является сплошным твердым телом, в этом случае капиллярные системы мы будем обозначать как жесткие . Когда же капиллярные системы образованы отдельными, соприкасающимися между собой частицами твердого тела, то они будут именоваться порошковыми системами. [c.144] Следует указать, что в ряде случаев системы типа взвесей, коллоидных растворов, прямых концентрированных эмульсий показывают (в отношении электрохимической проницаемости) свойства, сходные с обычными мембранами. В дальнейшем мы остановимся на некоторых особенностях, присущих системам такого рода, которые были исследованы на нашей кафедре коллоидной ХИМ ИИ. [c.144] Рассмотрим сущность явления изменения чисел переноса в порах мембран. Представим себе капилляр в продольном разрезе, наполненный раствором электролита, с двойным электрическим слоем ионов на границе раздела при отрицательном заряде стенки (рис. 90). [c.145] В объеме раствора АВСО (рис. 90, а), в котором ионы сохраняют подвижность при наложении электрического поля, концентрация катионов больше, чем анионов, вследствие того, что в этот объем входят избыточные ионы одного знака диффузного слоя. Этот объем Всегда, можно рассматривать как сумму объемов центральной части капилляра вне пределов двойного слоя с радиусом Я—б, где Я — радиус капилляра и б—толщина двойного слоя и объема цилиндрической оболочки с площадью сечения —6)2 на единицу длины. [c.145] Если жё мы рассмотрим капилляр, радиус которого и толщина двойного слоя на границе раздела близки друг к другу (рис. 90,6), то нетрудно видеть, что в этом случае объем А В С О будет содержать преимущественно ионы одного знака (в данном случае катионы) диффузного слоя, и поэтому числа переноса в таком капилляре будут определяться главным образом теми подвижностями и концентрациями ионов, которые будут иметь место в двойном слое. [c.146] При отрицательном знаке заряда твердой стенки в объеме А В С О число переноса катиона будет приближаться к единице. При положительном знаке заряда стенки капилляра картина изменения чисел переноса будет обратной, так как в диффузной части двойного слоя будут преобладать анионы. Поэтому с уменьшением радиуса капилляра до пределов, близких к толщине двойного слоя, число переноса аниона будет приближаться к единице, а число переноса катиона — к нулю. [c.146] Если принять такой механизм изменения числа переноса, предложенный Михаэлисом в 1926 г. и развитый далее И. И. Жуковым и его учениками, то становится очевидным, что с изменением радиуса капилляров в сторону уменьшения мы должны наблюдать соответствующее увеличение изменений чисел переноса через мембраны. В качестве примера, иллюстрирующего экспериментальное подтверждение подобных соотношений, приводим данные, полученные нами на коллодиевых мембранах различного радиуса пор в растворе 0,01н. КС1 (рис. 91). [c.146] Близкое совпадение вычисленных величин с данными эксперимента указывает на то, что подобная трактовка изменений чисел переноса как суммарной величины, складывающейся из значений в свободном растворе и в двойном слое ( с учетом соответствующих объемов по сечению капилляров), является вполне реальной. [c.148] Исходя из приведенного механизма изменения чисел переноса в капиллярнопористых мембранах становится ясным, что это изменение чисел переноса ионов должно зависеть от концентрации раствора электролита. С разбавлением раствора и увеличением толщины двойного слоя доля при переносе ионов в электрическом поле, вносимая избыточными ионами диффузного слоя, должна возрастать, и, следовательно, изменение чисел переноса по сравнению со свободным раствором будет увеличиваться. Обратно, при увеличении концентрации раствора электролита с соответствующим уменьшением толщины двойного слоя и уменьшением его роли в переносе электричества, изменение чисел переноса должно уменьшаться. [c.148] Эти зависимости были подтверждены в исследованиях Г. Н. Скрынниковой, проведенных на кафедре коллоидной химии в 1940 г. с коллодиевыми мембранами различной пористости в растворах КС1 (табл.ЛУ). [c.148] Из приведенных данных отчетливо выступает зависимость изменений чисел переноса как от концентрации раствора, так и от радиуса пор. Наиболее резкие изменения чисел переноса, как и следовало ожидать, оказались у мембраны наименьшего радиуса пор ( 2 ммк) в наиболее разбавленном растворе КС1 (ЫО-%.). [c.149] Размеры частиц / — 6—10 мк // — 3—6 мк 111 — 1—3 мк /V —менее 1 мк. [c.149] Пояснение к рисунку в тексте. [c.149] Результаты показывают значительную электрохимическую активность (изменение чисел переноса) прямых эмульсий, увеличивающуюся с уменьшением толщины прослойки меладу каплями эмульсии, что аналогично уменьшению сечения пор для обычных пористых тел — диафрагм. Пена показывает еще более сильное изменение чисел переноса (Ап = 0,26). [c.150] Вернуться к основной статье