ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Некоторые неравновесные электрокинетические явления из "Курс коллоидной химии 1984" В общем случае количественное рассмотрение парциальных удельных поверхностных проводимостей осложняется возможностью транспорта ионов не только по слою Гуи, но и по слою Штерна. Это означает, что произведения в формуле (XII. 63) следует разбивать на сумму подобных членов, характеризующих относительные вклады слоя Гуи, и, соответственно, слоя Штерна. Однако иногда либо подвижность противоионов в слое Штерна, либо их содержание в нем могут быть относительно малы, и тогда Пз легко выразить через потенциал г 5]. [c.220] Различие знаков Г+ и Г отражает тот факт, что противоионы в ДЭС находятся в избытке, коионы — в дефиците. При больших (практически при 1 1 I—2), п+. При малых г , Г+ —Г и п+ л о л щ. [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 сотии 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. ХП.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, //, изменяется. Поэтому толщина ДЭС также изменяется вдоль поверхности частицы. [c.222] Равновесный ДЭС 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 Хи может быть много больше внешнего при достаточно большом -ф]. 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 резко уменьшается, на выходе из ДЭС противоионы как бы задерживаются и, соответственно, накапливаются. Это приводит к появлению суммарного заряда на торце Qt. Этот заряд пересекает поле Хи, способствующее транспорту противоионов из ДЭС в прилегающую область электронейтрального диффузионного слоя. [c.222] Таким образом, отклонение ДЭС от равновесия приводит к его поляризации, возиикновению индуцированного дипольного момента ИДМ. 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. ХП.25, а, ///. Поскольку радиус действия этого поля может значительно превышать толщину ДЭС, его можно назвать дальнодействую-щ и м. [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 короткодействук щему 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 [см. (XII. 32)]. [c.223] Многообразие свойств поляризованного ДЭС, отличающее его от равновесного, порождает неравновесные электроповерхностные явления. [c.223] Вернуться к основной статье