Электроосмотический потенциал

Если сопоставить результаты для потенциала течения (5.17) и электроосмотической скорости (5.10) для одной и той же системы, то получим [c.142]

Определение электрокинетического потенциала методом электроосмоса проводят при помощи установки, состоящей из источника постоянного тока, электроосмотической ячейки, миллиамперметра и переключателя полярности тока. Электроосмотическая ячейка (рис. 33) состоит из разъемного корпуса /, две половины которого соединяются между собой при помощи накидной гайки 4. Подвод электрического тока осуществляется через неполяризующиеся электроды 8, представляющие собой вмонтированные в корпус трубки, которые на 2/3 заполнены студнем агар.а, содержащим электролит (КС1). В верхней части [c.97]

Ю. Г. Штейнберг ([624], 20, 1947, 927-937) специ-ально изучал электроосмотический потенциал равновесной адсорбции. [c.827]

Исходя из этих положений, выведем уравнение, связывающее -потенциал со скоростью электрофореза или электроосмотического переноса. Для этого представим себе у твердой поверхности двойной электрический слой, находящийся под действием разности электрических потенциалов, приложенной тангенциально к межфазной границе. Такой слой изображен на рис. VH, 19а. Находящиеся в жидкости ионы (противоионы) под влиянием внешнего электрического поля стремятся передвинуться вправо к полюсу, несущему противоположный заряд (в данном случае к катоду). Понятно, что вблизи твердой поверхности вместе с ионами стремится передвинуться вся жидкость, в которой находятся эти ионы. Наоборот, под влиянием этого же поля твердая поверхность с закрепленными на ней ионами (потенциалопределяющими ио- [c.198]

При осуществлении электрохимической защиты трубопровода на всем его протяжении не удается создать одинаковые значения защитного потенциала. Так как в наиболее удаленных точках должен быть минимальный защитный потенциал, на ближних участках трубопровода неизбежно создает большой защитный потенциал, что может ускорить разрушение и отслаивание покрытия от металла. Однако отслаивание битумных покрытий в условиях водных электролитов наблюдается и при минимальном защитном потенциале, равном - 0,85 В по МСЭ, когда не созданы условия для выделения газообразного водорода в результате реакции водородной деполяризации. Такое явление можно объяснить тем, что адгезия битумного покрытия к металлу оказывается недостаточной, чтобы противостоять силе, действующей на границе раздела металл - покрытие в результате скопления миграционной воды (электроосмотические явления). ГОСТ 9.602- 89 предусматривает ограничение максимальных защитных потенциалов для подземных металлических сооружений. [c.117]

Из условия стационарного режима электроосмотического движения жидкости в плоском капилляре (когда можно пренебречь кривизной поверхности) Смолуховский получил уравнение, связывающее скорость течения жидкости и -потенциал [c.87]

Как мы уже знаем, С-потенциал можно вычислить не только по скорости электрофореза, но и по электроосмотической скорости передвижения. Хотя прямое определение электроосмотической скорости возможно, гораздо удобнее для вычисления С-потенциала измерять объем жидкости, проходящий при электроосмосе через капилляр или пористую мембрану, или давление, развивающееся в результате электроосмотического движения жидкости. [c.212]

В этих опытах исследовалось влияние силы тока (введением добавочного сопротивления), состава и концентрации электролита, пропитывающего диафрагму, длины столбика порошка на перенос жидкости. Полученные результаты подтвердили электроосмотическую природу наблюдаемого эффекта. Пример наблюденной зависимости от концентрации и состава электролита, пропитывающего пористую диафрагму, приводится на рис. 38, где отмечены вычисленные значения С-потенциала в этих опытах. [c.69]

Уравнение, с помощью которого можно вычислить С-потенциал, выводят, исходя из того, что в равновесном состоянии объем жидкости Уи поступающей в отдельный капилляр в единицу времени под влиянием электроосмотической силы, равен объему жидкости Уг. вытекающему за то же время из капилляра под влиянием гидростатического давления Р. Объем VI выражается уравнением (VП,5I) [c.216]

При наличии диффузного слоя ионов непосредственной при чиной электроосмотического движения жидкости является градиент потенциала Н на диафрагме, обусловленный внешним [c.179]

Для измерения максимального электроосмотического поднятия используются приборы того же типа как и для определения скорости электроосмотического переноса -потенциала. Заполнение приборов, определение их герметичности и горизонтальности положения капилляров производится так же, как в предыдущей работе. Для определения величины поднятия один из капилляров присоединяется к манометрической установке. При включении тока мениск в отсчетном капилляре начинает двигаться. На систему подается давление до тех пор, пока движение мениска не прекратится. Величина приложенного давления, очевидно, равна величине максимального электроосмотического поднятия. [c.187]

Путь, пройденный частицей за время определяют, наблюдая за частицей, пересекающей черту линейки окулярмикрометра, и отмечая число пройденных частицей делений. Делается 20—30 отсчетов в обе стороны с переключением полюсов тока. В качестве результата берут среднее значение. При значениях градиента потенциала больше 12 в/сж электроосмотический поток жидкости в камере может иметь турбулентный характер, [c.203]

Из такого представления о механизме электроосмотического переноса становится очевидно, что чем большее количество ионов одного знака заряда находится в диффузной части двойного слоя (т. е. чем больше величина -потенциала), тем большая сила будет приложена к жидкости в капилляре и с тем большей скоростью будет происходить перемещение жидкости в капилляре при наложении внешнего поля (поскольку движущая сила будет равна произведению величины эффективного заряда р на градиент потенциала внешнего поля Я). Отсюда следует, что должна существовать пропорциональность между величиной объема перенесенной жидкости, отнесенного к единице силы тока, и электрокинетическим потенциалом. Это, как известно, является основой для экспериментального определения величины С-потенциала по электроосмосу. [c.50]

Исходя из механизма явления электроосмоса, рассмотренного ранее, можно прийти к заключению, что связь между величиной С-потенциала, которая отражает собой наличие избытка ионов одного знака в диффузной части двойного слоя, и количеством перенесенной жидкости может существовать лишь в известных пределах размеров сечения капилляров исследуемой капиллярной системы. Действительно, с одной стороны, в трубках большого сечения, измеряемого миллиметрами и сантиметрами, силы, развиваемые поверхностным течением избыточных ионов под влиянием приложенной разности потенциалов и выражаемые величиной Кх в основном гидродинамическом уравнении электроосмоса, могут оказаться недостаточными для создания стационарного потока но всему сечению и длине трубки. Электроосмос в трубках большого сечения не наблюдался. С другой стороны, при достижении радиуса капилляра размеров толщины двойного слоя и меньше, что является вполне реальным для мембран такого типа, как желатиновые, коллодиевые, целлофановые и ряд других в разбавленных растворах электролитов, т. е. при приближении размеров пор к молекулярным, когда понятие о радиусе капилляров утрачивает свое значение и пористая система переходит в сплошное твердое тело, электроосмотический перенос жидкости должен падать до нуля. [c.59]

Были взяты стеклянные капилляры сечением 45 мк, и для них определена величина -потенциала по электроосмосу и потенциалу протекания. Далее в эту систему вводились капилляры сечением 120 мк, для которых предварительными опытами было установлено отсутствие электроосмотического переноса приданном градиенте потенциала. Капилляры более крупного сечения вводились таким образом, что общее сечение капилляров всей [c.62]

Кроме того, вопрос о необходимых минимальных соотношениях длины и сечения капилляров, при которых возникает в данной системе электроосмотический перенос, имеет большое значение при постановке практических задач по электроосмотическому обезвоживанию различных дисперсных систем, например для укрепления грунтов. В этих случаях необходимо знать при какой крупности зерен грунта и каком градиенте потенциала может установиться стационарный электроосмотический поток в объекте, подлежащем электроосмотической осушке. [c.66]

Вопрос о причинах, по которым переход в стационарное состояние электроосмотического потока по всему сечению и длине капилляра может осуществляться только при некотором минимальном соотношении Ija при данном градиенте потенциала, до настоящего времени полностью не выяснен. [c.68]

Влияние рассмотренных выше факторов должно сказываться одинаковым образом на величине вычисленного -потенциала как из данных по электроосмосу, так и по потенциалу течения. Моментом, отличным от рассмотренных ранее и характерным лишь для потенциала течения в этом смысле, будет явление так называемого электроосмотического противотока, которое было указано Буллом и затем Уайтом. Сущность явления заключается в том, что, по мнению Булла, создающаяся при протекании жидкости через капиллярную систему разность потенциалов должна вызвать обратный электроосмотический поток жидкости в капиллярах. Электроосмотический противоток должен обусловить появление давления, направленного противоположно приложенному давлению. Это противодавление должно быть тем больше, чем больше относительное значение двойного слоя в капиллярной системе в геометрическом отношении, т. е. чем меньше сечение капилляров, составляющих систему. Для эффективного давления Рв, действующего в системе капилляров, имеем [c.98]

Очевидно, что уменьшение -потенциала, наблюдающееся в этом исследовании после введения поправок на поверхностную проводимость и вязкость для области очень тонких капилляров, следует отнести за счет влияния других факторов, рассмотренных нами ранее, а именно изменения величины диэлектрической проницаемости, взаимопроникновения диффузных ионных слоев, электроосмотического противотока и т. д., что не было учтено. [c.113]

Расчет дзета-потенциала при электроосмосе несколько видоизменяется, так как траектория движения жидкости и соответственно линейная скорость ее и напряженность поля Н не могут быть непосредственно определены из-за сложности структуры капиллярно-пористых тел. Неопределенным является число пор, их протяженность, сечение, которое к тому же изменяется на протяжении длины поры. Поэтому при выводе расчетного уравнения используют легко определяемые экспериментальные величины ток i, проходящий через прибор, и объемную скорость жидкости Q, т. е. объем жидкости, переносимый в единицу времени. Очевидно, Q S и, где S — эффективное сечение пор, и — средняя линейная электроосмотическая скорость. Напряженность поля Н Ell, где Е — напряжение от внешнего источника тока, I — эффективная длина пор. По закону Ома i ElR, где R — электрическое сопротивление пористого слоя, разделяющего жидкости, R [c.413]

Для технического осуществления электрофореза или электроосмоса необходимо, чтобы обрабатываемое вещество находилось в таком состоянии, когда скачок потенциала на границе фаз по возможности велик и поэтому электроосмотическое действие резко выражено. Этого можно добиться добавлением к жидкой фазе соответствующих электролитов в определенных концентрациях. Назначение электролитов — увеличить заряд частиц, т. е. стойкость коллоида, или увеличить скорость электро-осмотического протекания жидкости через диафрагму. [c.232]

Электрический потенциал подобного происхождения называется диффузионным (мембранным). Под влиянием этого электрического поля возникает электроосмотическое течение жидкости, пропорциональное логарифму отношения концентрации и разности коэффициентов диффузии Л, в мембране. Но и при й+ = 0- (и, соответственно, в отсутствие электроосмоса) можно показать, что возникает поток жидкости через мембрану. Он обусловлен поляризацией ДЭС (ХП.6) под влиянием изменения концентрации вдоль его внешней границы, и его направление, в отличие от электроосмоса, не зависит от знака -потенциала. [c.224]

Скорость течения воды, даже через самые тонкие поры в жестких мембранах, прямо пропорциональна давлению для мембран из пористого стекла с порами радиуса 1 нм прямая Q — Р проходит через начало координат , течение воды описывается законом Пуазейля (XIV. 4). Эта зависимость иногда маскируется деформацией (часто — необратимой) структуры каркаса под давлением, напоминая течение пластичного тела (см. далее), наблюдаемой з глинах, почвах, грунтах и некоторых полимерных матрицах, а также встречным потоком жидкости (электроосмотическим), возникающим вследствие потенциала течения [15, 17]. [c.265]

Найти величину потенциала течения Е, используя следующие экспериментальные данные, полученные двумя методами 1) при электроосмотическом движении водного раствора КС1 через мембрану из полистирола объемная скорость V равнялась 0,8-10 м /сек, сила тока [c.19]

Само существование электрокинетических явлений указывает на то, что в месте контакта твердого тела и жидкости имеется двойной электрический слой, причем и твердое тело, и жидкость обладают определенными зарядами. Движение взвешенных твердых частиц внутри жидкости, наблюдаемое при наложении электрического поля (явление электрофореза), может совершаться лишь в том случае, если твердые частицы, распределенные в жидкости, обладают зарядом. Точно так же электроосмотическое перемещение жидкости было бы невозможным при отсутствии у нее заряда, на который влияет электрическое поле. 1 азность потенциалов между точками на различных высотах трубы, в которой происходит процесс осаждения взвешенных в жидкости твердых частиц, не могла бы возникать, если бы падающие твердые частицы не несли с собой электрического заряда. Наконец, нельзя объяснить появление потенциала течения, не предположив, что жидкость обладает некоторым зарядом. [c.231]

Этот теоретический вывод также находит экспериментальное подтверждение. На рис. 1.1 показаны результаты прямых измерений вязкости воды в тонких гидрофильных кварцевых капиллярах и тонкопористых стеклах [12]. С уменьшением радиуса капилляров средняя вязкость воды растет. При интерпретации результатов измерений следует, однако, учитывать возможное влияние встречного электроосмотического потока под действием потенциала течения (электровязкость). Пунктирной [c.8]

Учет заряда приводит к изменению уравнений для электроосмотического течения пленки, в которые теперь входят значения потенциала и заряда обеих поверхностей пленки [63]. Наличие поверхностного заряда может (в зависимости от его величины и знака) ускорять или тормозить электроосмотичес-кое течение пленок по сравнению со случаем, когда т = 0. Экспериментально электроосмотическое течение пленок изучено еще недостаточно. [c.30]

Электроосмос [1—3]. Движение жидкости через капилляр или диафрагму под действием внешнего электрического поля называется злектроосмосом. Гельмгольц и Смолуховский разработали теорию электроосмоса и вывели уравнение для расчета С-потенциала по данным электроосмотического движения жидкости. [c.169]

Еще Квинке и Видеман нашли, что электроосмотическое давление Р- пропорционально градиенту внешнего потенциала И и обратно пропорционально Л -что полностью соответствует уравнению (VП, 64 ). [c.216]

Как было указано ранее, для поверхности определенной химической природы при определенном составе и концентрации прилегающего к ней раствора, электрокииетический потенциал — величина постоянная. Однако практически требуется соблюдение ряда условий, чтобы полученная величина скорости движения жидкости через капиллярную систему была действительной характеристикой электроосмотической скорости. В системе должны быть созданы все условия для установления ламинарного стационарного потока жидкости. На это положение в особенности следует обращать внимание при работе с такими сложными капиллярными системами, как порошковые, где для установления ламинарного стационарного потока жидкости необходимо использовать диафрагмы достаточно большой толщины. Толщина диафрагмы не должна быть ниже определенного критического значения. Это значение не является постоянным, оно увеличивается с увеличением радиуса капилляров пор диафрагмы и с уменьшением -потенциала. Для обычно применяемых в работе [c.186]

Вначале мы обратим свое внимание на правую ветвь кривой рис. 33, т. е. на кривую падения величины -потенциала в области относительно больших размеров пор коллодиевых мембран. Причиной такого уменьшения величины V// и -потенциала можно предполагать гетеропористость мембран. Если бы коллодиевые мембраны или любые другие были гомеопористыми, т. е. содержали поры только одного размера, то, двигаясь в сторону увеличения сечения пор, мы должны были дойти до такой области, для которой при данном градиенте потенциала нельзя достичь стационарного лотока жидкости по всему сечению капилляров, и величина Vjl, а с ней и вычисленный -потенциал обращаются в нуль. Однако всякая реальная мембрана —это мембрана гетеропористая, т. е. содержащая поры различного размера и характеризующаяся кривой распределения пор по размерам. Увеличение среднего радиуса пор мембраны такого типа должно привести к положению, когда в наиболее крупных капиллярах при данном градиенте потенциала движущая электрическая сила окажется недостаточной для достижения стационарного потока, и электроосмотический перенос в таких крупных порах будет отсутствовать. В то же время движение ионов по сечению капилляров под влиянием приложенной разности потенциалов будет происходить, и, следовательно, сила тока в цепи не будет уменьшаться, а уменьшится объем перенесенной жидкости, что должно привести к общему уменьшению величины Vjl, а с ним и вычисляемого значения -потенциала. Такое уменьшение Vjl должно происходить, очевидно, пропорционально отношению площади крупных капилляров, где отсутствует электроосмотическое течение лсидкости, к общей площади сечения капилляров мембраны. [c.61]

Такое различие в полученных результатах объясняется тем, что все эти авторы проводили исследования с мембранами, относящимися к различным частям кривой VII— радиус пор. Очевидно, что для гетеропористых мембран с относительно крупными порами, относящимися к правой части от максимума на кривой и у которых в условиях опыта при данном градиенте потенциала имеется часть наиболее крупных капилляров, не участвующих в общем переносе жидкости, увеличение силы тока (т. е. и градиента потенциала) должно вызвать и увеличение V/I. Такое увеличение происходит за счет включения в электроосмотический поток тех капилляров, которые ранее в нем не участвовали. Движущая сила электроосмотического потока возрастает с увеличением градиента потенциала внешнего поля. [c.64]

В опытах же с тонкопористыми мембранами (левая часть кривой), у которых при данном градиенте потенциала все капилляры участвуют в переносе жидкости, повышение силы тока не должно вызывать увеличения Vjl. Манегольд и Зольф проводили исследование с коллодиевыми мембранами среднего радиуса пор менее 60 ммк, т. е. как раз в области, соответствующей левой части кривой С — . и поэтому они не нашли увеличения электроосмотического потока (V//) с возрастанием силы тока. [c.64]

Для проверки высказанных ранее предположений и установления необходимых закономерностей нами была поставлена серия опытов на капиллярных системах определенной геометрически правильной формы из стекла и полистирола. Такая работа была проведена М. Г. Лейбович с капиллярами круглого и квадратного сечения из стекла и полистирола и К. П. Тихомоловой — на капиллярных системах из сферических частиц полистирола, а также частиц неправильной формы из кварца. В этих опытах оказалось, что, действительно, для каждой капиллярной системы, состоящей из капилляров определенного сечения, при данном градиенте потенциала имеется определенная минимальная длина, при которой начинается электроосмотический перенос. Такая минимальная величина отношения длины капилляров к сечению оказалась неодинаковой для капиллярных систем различных радиусов пор и возрастала с увеличением радиуса. Это можно иллюстрировать данными для частиц полистирола и кварца, полученными К. П. Тихомоловой (рис. 36). [c.66]

Вышеприведенные данные показывают, что при постановке опытов по злектроосмосу на различных капиллярных системах следует учитывать необходимость выполнения ряда условий гидродинамического характера в соединении с наложением электрического поля, обеспечивающих установление стационарного ламинарного потока жидкости через поры исследуемой системы. Эти основные условия могут быть прежде всего охарактеризованы тем минимальным соотношением длины и сечения капилляров, при котором устанавливается стационарное состояние электроосмотического потока по всему сечению и длине капилляров при данном градиенте потенциала. Это соотношение, естественно, соблюдается в обычных условиях опытов для таких тонкопористых объектов, как желатиновые, коллодиевые, целлофановые и подобные им мембраны. При переходе к более крупнопористым образцам капиллярных систем на это обстоятельство следует обращать серьезное внимание, так как при соотношении lid меньшем, чем указанные минимальные, получаются непостоянные, неопределенные значения электроосмотического переноса, или он может вообще отсутствовать. [c.68]

Опыты показали, что на сплошных керамических жестких мембранах, а также на порошковых диафрагмах из кварца и глины скорость фильтрации воды и растворов электролитов не зависит от величин1 1 -потенциала, изменявшегося от О до 40 мв в противоположность данным С. Е. Харина. Этот результат указывает на то, что эффекта электроосмотического противотока не наблюдается. Этот эффект может проявляться, когда радиус пор и толщина двойного электрического слоя близки друг к другу. [c.102]

Из рассмотрения обеих формул становится очевидным, что нужло учесть тот градиент потенциала, под действием которого и происходит электроосмотический перенос жидкости в порах. Следовательно, подставляя в формулу иную -величину для удельной электропроводности в порах, мы делаем ошибку в определении градиента потенциала на диафрагме. [c.103]

Электрокинетический потенциал, или -потенциал, определяемый по электрофоретической скорости частиц и электроосмотическому течению жидкости или измеряемый в эффектах Квинке и Дорна, связан с плотностью заряда [c.95]

Соотношение (УП—46) в приведенном виде не может быть использовано для определения электрокинетического потенциала по скорости электроосмоса через реальную пористую диафрагму, поскольку в него входят не определяемые непосредственно величины 5i и р. Поэтому обычно одновременно с измерением скорости электроосмотического переноса жидкости измеряют электрический ток, протекающий через диафрагму под действием приложенной разности потенциалов. Если допустить, что электропроводность раствора в каналах мембраны совпадает с объемной электропроводностью дисперсионной среды h>, то можно начисатъ [c.203]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология