ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Некоторые неравновесные электрокинетические явления из "Курс коллоидной химии" Различие знаков Г+ и Г отражает тот факт, что противоионы в ДЭС находятся в избытке, коионы — в дефиците. При больших г ) (практически при ф 1—2), п п+. При малых t 3i, Г+ —Г и По п л По. [c.220] Диффузионным (в отличие от диффузной части ДС) называют слой, граничащий с ДЭС, в котором происходит постепенное выравнивание потоков противоионов и коионов по мере удаления от ДЭС в ДЭС они могут отличаться в сотни раз, вдали от частицы — равны. [c.221] При перемещении вдоль внешней границы слева направо концентрация в диффузионном слое монотонно возрастает от ее значения у левого торца до ее значения у правого торца, подобно тому, как это происходит в мембране (рис. XII.23). [c.221] Для электрических полей в водной среде, не превышающих обычно тысяч В/м, ничтожно малых по сравнению с полем внутри равновесного ДЭС, отклонение ДЭС от равновесия незначительно. Можно считать, что строение неравновесного ДЭС в каждом его сечении очень близко к строению равновесного ДЭС при том же значении концентрации у его условной внешней границы. Но эта концентрация, как показано на рис. XII. 25, а. И, изменяется. Поэтому толщина ДЭС также изменяется вдоль поверхности частицы. [c.222] Равновесный ДЗС в каждом его сечении удовлетворяет условию электронейтральности, т. е. суммирование всех зарядов ДЭС в данном сечении дает нуль. При слабом отклонении ДЭС от равновесия возникает и его отклонение от электронейтральности, так же слабое. Это означает, что сумма зарядов в каждом сечении близкого к равновесию ДЭС отклоняется от нуля и дает некий заряд т), много меньший заряда поверхности. [c.222] Даже при условии (XII. 68) поле Х(/ может быть много больше внешнего при достаточно большом 1 31. Оно возникает при прохождении тока за счет отклонения ДЭС на торце от электронейтральности, т. е. накопления здесь избытка ( по сравнению с равновесным ДЭС) противоионов. Накопление это — результат скачкообразного убывания концентрации противоионов при переходе из ДЭС в объем и соответствующего убывания электрической проводимости. Поскольку последняя реЗ(КО уменьшается, на выходе из ДЭС противоионы как бы задерживаются и, соответственно, накапливаются. Это приводит к появлению суммарного заряда на торце дт- Этот заряд пересекает поле Х , способствующее транспорту противоионов из ДЭС в прилегающую область электронейтрального диффузионного слоя. [c.222] Таким образом, отклонение ДЭС от равновесия приводит к его поляризации, возникновению индуцированного дипольного момента И ДМ. Заряды q целесообразно именовать поляризационными, а величина ИДМ при длине частицы I равна ql. [c.223] Картина силовых линий электрического поля, порожденного ИДМ, изображена на рис. XII. 25, а, III. Поскольку радиус действия этого поля может значительно превышать толщину ДЭС, его можно назвать дальнодействую-щ и м. [c.223] Наряду с дальнодействующим при поляризации ДЭС возникает и короткодействующее поляризационное поле, тесно связанное с диффузионным слоем. Изменение концентрации вдоль частицы (рис. XII, 25, а,//) вызывает утолщение ДЭС (XII.21) и приводит к росту ii в нем (XII.23). Таким образом, вдоль квазиравновесного ДЭС потенциал J)i изменяется под влргянием диффузионного слоя и, следовательно, в нем, помимо компоненты поля, нормальной к поверхности, возникает тангенциальная составляющая поля. Тангенциальное поле, Б соответствии с правилами электростатики, направлено в сторону убывания потенциала вдоль поверхности, как видно из рис. XIII. 26, т. е. против внешнего поля. Это поле локализовано в пределах ДЭС, так как оно пропорционально тангенциальной составляющей градиента потенциала г з(л ). убывающего по экспоненциальному закону. Поэтому его следует именовать короткодействующим поляризационным полем, в отличие от поля, порождаемого ИДМ. [c.223] Критерий Rei (XII. 70) является количественной мерой поляризации. Если Rei С 1, поле, порождаемое поляризационными зарядами, много меньше внешнего. Это видно из формулы (XII.70). [c.223] Качественные особенности поляризованного ДЭС, выявленные на примере палочкообразной частицы, сохраняются и при другой форме частицы. [c.223] Например, в случае сферической частицы (рис. XII. 25, б) также формируется диффузионный слой, приводящий к концентрационной поляризации ДЭС и тангенциальному короткодействующему полю. На левой и правой полусферах распределены поляризационные заряды противоположного знака, плотность которых возрастает в направлении от экватора к соответствующим полюсам. Они формируют ИДМ и порождают дальнодействующее поле. Как дальнодействующее, так и короткодействующее поляризационные поля направлены навстречу внешнему полю, частично компенсируя его. Это приводит к снижению скорости электрофореза, впервые рассчитанному Овербеком, Бусом, Вирсема. [c.223] Теория поляризации тонкого ДЭС позволила получить простую формулу [17, (7.80)] для скорости электрофореза, уменьшающейся за счет поляризационных полей [ем. XII.32)]. [c.223] Многообразие свойств поляризованного ДЭС, отличающее его от равновесного, порождает неравновесные электроповерхностные тления. [c.223] Вернуться к основной статье