ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Определение электрокинетического потенциала диафрагм методом электроосмоса из "Руководство к практическим работам по коллоидной химии Издание 2" Электроосмосом называется движение жидкости через капил-/ляр или капиллярную систему (диафрагму) под действием при- лОженной внешней электродвижущей силы. [c.179] Механизм электроосмотического переноса жидкости можно -представить себе следующим образом (рис. 73). При наложении внешнего электрического поля вдоль находящейся в растворе системы капилляров, подвижные иОны диффузного слоя, пере- двигаются к противоположкГому полюсу. [c.179] Таким образом, в каждом капилляре создается цилиндрическая (для капилляров круглого сечения) оболочка ионов диффузного слоя, передвигающаяся к определенному полюсу и увлекающая за. собой, вследствие молекулярного сцепления и -Трения, всю массу жидкости в капиллярах. После достижения стационарного состояния процесса вся жидкость движется, как одно целое. [c.179] Из изложенного очевидно, что при уменьшении избытка ионов в диффузном слое, например при переходе их в плотный слой,, ионы, ушедшие из диффузного слоя, перестают участвовать в электроосмосе. Очевидно, что такой переход, связанный с уменьшением эффективного заряда и -потенциала, приводит к уменьшению, движущей силы в данном электрическом поле, а следовательно, к уменьшению перенесенного количества жидкости. [c.179] Эта связь и является основой для количественного определения величины -потенциала по методу электроосмоса. Гельмгольц и Смолуховский разработали теорию электроосмоса и получили выражение для -потенциала, смысл которого можно понять при помощи следующих рассуждений. [c.179] Величина -потенциала, являясь функцией распределения ионов между плотным и диффузным слоями, не должна зависеть от структурных характеристик. [c.181] Таким образом, градиент потенциала, вызывающий электро-осмотический перенос жидкости, входит в неясном виде в оба выражения для -потенциала в уравнении (3) он выражен через отношение плотности тока к электропроводности раствора. [c.182] Движущие электроосмотические силы в пористых объектах могут быть охарактеризованы с помощью максимального электроосмотического поднятия. Если жидкость, передвигающуюся вследствие электроосмоса, заставить подниматься в одной из частей прибора, то возникает гидростатическое давление, направленное в сторону противоположную элек-троосмотическому переносу. Очевидно, по мере подъема жидкости скорость электроосмотического переноса буДет замедляться. В равновесных условиях гидростатическое давление полностью уравновесит электроосмотический перенос и движения жидкости наблюдаться не будет. [c.182] Е — приложенное напряжение г — эффективный радиус пор диафрагмы. [c.183] Для практического определения. величины -потенциала ме-/ годом электроосмоса, в зависимости от характера исследуемого объекта, могут быть применены различного типа приборы. [c.183] Если исследуемый образец представляет собой жесткую диафрагму, обладающую известной механической прочностью и малой протекаемостью (например, целлофан, коллодиевая мембрана, керамическая диафрагма), его зажимают во фланцах между двумя сосудами, наполненными исследуемым раствором. При исследовании порошков капиллярная система образуется путем формирования порошка между двумя перфорированными пластинками. [c.183] Измерение электроосмоса в жестких мембранах. Измерение объемной скорости электроосмоса производится в приборе, сконструированном в лаборатории коллоидной химии ЛГУ (рис. 74). Диафрагма зажимается между резиновыми прокладками во фланцах 2 и 5, изготовленных из плексигласа. В отверстия фланцев вклеены сосуды 4, заполняемые раствором электролита. Сосуду придается изогнутая форма для предотвращения диффузии к диафрагме из электродного пространства за время опыта. [c.183] Неполяризующиеся электроды 5, вводимые на пробках, представляют собой трубки, заполненные в верхней части раствором Си504, в нижней — 3% студнем агара, содержащим электролит. В раствор погружена медная проволока, проходящая через пробку, закрывающую трубку. Отсчетные капилляры /, оканчивающиеся чашечками, вводятся на шлифах или пробках в ближайшие к фланцам отверстия сосудов. [c.184] Собранный прибор с открытыми верхними отверстиями наполняют до уровня отверстий. При заполнении удаляют пузырьки воздуха путем покачивания прибора, вводят отсчетные капилляры, заполняют раствором полностью электродные пространства и вставляют электроды. Затем, при помощи кранов в нижней части прибора, медленно выпускают часть раствора так, чтобы уровни менисков в отсчетных капиллярах установились вблизи середины шкалы. [c.184] Прибор для работы устанавливают так, чтобы капилляры находились в горизонтальном положении и на одном уровне во избежание фильтрации жидкости из одной половины в другую. После заполнения прибор проверяют на отсутствие пузырьков воздуха и на герметичность. Если положение менисков не изменяется в течение. 3—5 мин, это показывает, что прибор собран правильно и можно включать ток. После включения тока прежде всего определяют знак заряда исследуемой. диафрагмы. Знак заряда определяют по направлению движения жидкости через диафрагму по отношению к полюсам источника тока. Направление определяется по перемещению менисков в отсчетных капиллярах. [c.184] После этого устанавливают величину объемной скорости электроосмотического переноса жидкости V. [c.184] Л к и Л к- Разность Мц — N — N3 дает число делений, пройденных за время 1. Меняя направление тока при помощи переключателя, производят ряд отсчетов, отмечая каждый раз силу тока I. Полученные данные записывают в виде таблицы. [c.185] Величина удельной электропроводности и Данного раствора определяется в обычной ячейке. [c.185] Для получения величины электрокинетического -потенциала в вольтах необходимо ввести переводный множитель, так как все величины, входящие в уравнение (3), были выражены в абсолютных единицах С05Е . [c.185] Результат вычисления должен содержать величину и знак -потенциала, соответствующий знаку заряда твердой фазы, т. е. внутренней обкладки двойного слоя. [c.185] Вернуться к основной статье