Электрокапиллярные движения

Происхождение электрокапиллярного движения связано с зарядом в двойном слое, фигурирующим в числителе уравнения (67-12). Тангенциальное электрическое поле вызывает изменение поверхностного натяжения, движущее каплю [уравнение (67-10)]. Однако, если двойной слой может проводить большой поверхностный ток по сравнению с объемом раствора, тангенциальное электрическое поле может уменьшиться и, следовательно, станет меньше изменение поверхностного натяжения вокруг капли. Это приведет к уменьшению скорости электрофоретического движения, что отражено в последнем члене в знаменателе уравнения (67-12). [c.240]

А. Н. Фрумкин и В. Г. Левич разработали теорию движения твердых и жидких металлических частиц в растворах электролитов. Было показано, что движение капель жидкого металла в зависимости от адсорбции и заряда поверхности металла может протекать с обычными скоростями, а также в сотни тысяч раз быстрее, чем, например, при явлениях катафореза. Эта особенность была объяснена электрокапиллярным движением в жидкой капле. Экспериментально было установлено, что падение капель под действием силы тяжести зависит от величины заряда. [c.11]

Механизм электрокапиллярного движения и соответствующие эксперименты описаны Христиансеном в 1903 г. [1]. Подробная теория этого явления развита советскими учеными [2—4 [c.237]

В случае электрокапиллярного движения ртутных капель поверхностное натяжение может изменяться вследствие неоднородности потенциала в растворе. Поэтому может возникнуть движение, подобное электрофорезу, если приложить электрическое поле. С другой стороны, это может создать помехи для падения капли, аналогично упоминавшемуся выше случаю поверхностноактивных веществ. Электрокапиллярное движение может также обусловливать некоторые максимумы, наблюдаемые на полярографических токах, текущих через капельный ртутный электрод [9, 10]. [c.238]

В работе [11] приводятся описанные в литературе на русском языке примеры экспериментального подтверждения уравнения (67-12). Это удается сделать довольно основательно, так как можно изменять поверхностный заряд капли (рис. 49-9). Легко видеть, что скорость в уравнении (67-12) может быть больше обычных электрофоретических скоростей, описываемых уравнением (64-12) или (64-13), на множитель порядка гоД. Опять же в противоположность уравнению (64-12) последним членом в знаменателе уравнения (67-12) в общем случае пренебрегать нельзя, и в средах с низкой проводимостью скорость электрокапиллярного движения может быть малой. [c.240]

J ЭЛЕКТРОКАПИЛЛЯРНЫЕ ДВИЖЕНИЯ РТУТНЫХ КАПЕЛЬ 489 [c.489]

Электрокапиллярные движения ртутных капель [c.489]

ЭЛЕКТРОКАПИЛЛЯРНЫЕ ДВИЖЕНИЯ РТУТНЫХ КАПЕЛЬ 491 [c.491]

А. Н. Фрумкиным и автором настоящей книги была разработана Теория электрокапиллярных движений ртутных капель и установлено взаимоотношение между этим явлением и электрокинетическим дви-> ением твердых частиц. [c.491]

Скорость электрокапиллярного движения масляных капель пропорциональна х и обратно пропорциональна е. Ввиду малости скорость движения всегда очень мала. [c.505]

Рассмотрим качественно те явления, которые должны наблюдаться в этом случае на примере положительно заряженной капли, например капли ртути в растворе соли ртути. При прохождении тока через каплю (см. рис. 75) в правой части ее поверхности образуются ионы ртути и концентрация их в растворе повышается напротив, в левой части поверхности капли. происходит разряд ионов и обеднение раствора. Однако изменения концентрации, которые при этом возникают, различны по своей абсолютной величине. Благодаря электрокапиллярным движениям к правой части капли поступает струя свежего раствора с исходной концентрацией, между тем как левая часть капли соприкасается с раствором, обогащенным при прохождении мимо ее правой части в результате осаждения ионов на ртути избыточная их концентрация исчезает из раствора, так что в струе, отходящей от капли в сторону отрицательных значений у, в среднем концентрация ионов равна концентрации исходного раствора. Так как во время движения струи избыточные ионы ртути успеют несколько продиффундировать от поверхности капли в глубь раствора, то в левой части капли непосредственно к капле будет примыкать слой, несколько обедненный по сравнению с исходным, а на большом расстоянии в растворе сохранится на некоторое время повышенная концентрация раствора. При достаточном удалении от капли все эти изменения концентрации должны исчезнуть и концентрации во всех точках раствора вернутся к своему первоначальному значению. При таком распределении концентраций очевидно, что изменение концентрации по сравнению с первоначальной, а следовательно, и сдвиг потенциала вблизи [c.507]

Рассмотрим [21] поведение ртутной капли, висящей на конце капилляра и служаш.ей катодом полярографа. Поскольку в приборе имеется электрическое поле, в капле возникнет электрокапиллярное движение, рассмотренное нами в 100. Поверхность капли должна прийти в движение, скорость которого определяется, с одной стороны, величиной падения потенциала вдоль капли при данной конфигурации поля, с другой, — гидродинамическими факторами и физико-химическими свойствами жидкости. [c.567]

Из изложенного ясно, что тангенциальное движение поверхности капельного электрода вызывается двумя различными механизмами — механизмом вытекания и электрокапиллярным движением в электрическом поле. В 112 было установлено, что скорость тангенциального движения при любом заряде капли пропорциональна скорости движения при нулевом заряде y ax которая, в свою очередь растет со скоростью вытекания ртути из капилляра.- Скорость тангенциального движения выражается формулой (112,2 которая показывает, [c.581]

Вычисленная из уравнения (12), по данным работы [1], скорость обуглероживания оказалась [и = 8-10 г-атI см сек) для 0,5% FeO и 1823° К] примерно на порядок величины меньше фактически [11] наблюдаемой (u = 6-10"8 г-ат1 см сек), для 0,5% FeO и 1823° К) при электрокапиллярном движении капель металла в силикатном расплаве. По-видимому, восстановление железа из шлака в реальных условиях происходит не только по реакции (3). Параллельно с ней, но в большем масштабе, может протекать и процесс косвенного восстановления [c.184]

ОСОБЕННОСТИ электрокапиллярных движений КАПЕЛЬ МЕТАЛЛОВ В РАСПЛАВЛЕННЫХ СИЛИКАТАХ [c.228]

Измерялась скорость электрокапиллярного движения (и) капель железа по поверхности расплавленного силиката. [c.228]

Наличие заряда на поверхности жидкого металла, погруженного в шлак, указывает на возможность так называемых электрокапиллярных движений, скорость которых в расплавленных электролитах должна быть во много раз больше, чем при электрофорезе. [c.424]

Напротив, скорость электрокапиллярных движений (у) равна в простейшем случае [26] [c.424]

Электрокапиллярные движения отличаются от электрофореза не только тем, что могут протекать с большими скоростями в концентрированных растворах электролитов, но также и тем, что они возможны только для жидких, а не твердых частиц. [c.424]

Рис. 144. Схема возникновения электрокапиллярных движений положительно заряженной капли

Приведенные простейшие формулы оказались справедливыми и для электрокапиллярных движений в расплавленных шлаках [30]. В качестве иллюстрации может служить табл. 43. Первые две строки в ней показывают, что скорость перемещения капли №382 пропорциональна градиенту напряжения, а вторая и третья строки — что V пропорциональна радиусу капли. Более того, подвижность и, рассчитанная по формуле (У,23) и известным из литературы [16] значениям е = 15- [c.426]

Изложенное свидетельствует о том, что в шлаках не только возможны электрокапиллярные движения капель металлов, но в ряде случаев оправдываются основные закономерности этого вида перемещений. [c.428]

Следует, однако, учесть, что для электрокапиллярных движений необходимо лишь различие межфазных натяжений на противоположных краях капли. Но это различие может быть также и следствием изменения состава в приэлектродных слоях, т.е. слагаемым Гг-й ц уравнения (У,17). [c.428]

Электрокапиллярные движения могут быть использованы для реализации режима процесса, близкого к кинетическому [c.429]

Шлаки, получающиеся при производстве ферросплавов, содержат обычно значительное количество корольков [1]. Металл, теряемый в виде этих корольков, может быть извлечен из застывших шлаков методами обогащения (гидравлическая классификация, магнитная сепарация в др.)> а из жидких — с помощью центрифугирования [2], электромагнитного эффекта [3],а также с использованием электрокапиллярных движений [4, 5]. Последние представляют собой перемещения жидких металлических капель в растворах электролитов под действием постоянного [c.242]

Электрокапиллярное движение ртутных капель во внешнем электрическом поле во многом сходно с электрофоретическим движением твердых частиц, рассмотренным в разд. 64. Распределение скорости снаружи капли вновь dпи ывaeт я уравнениями (64-3) и (64-4), так что [c.238]

Интерес к электрокапиллярным движениям сзпдественно возрос в связи с проблемой максимумов на кривых зависимости тока от напряжения для ртутного электрода (см. главу X). [c.491]

Т. А. Крюкова и Б. И. Кабанов [20] обратили внимание на движения, возникающие в растворе вблизи поверхности капающей ртути, вызванные самим процессом вытекания капель. Они нашли, что эти движения особенно хорошо заметны при сравнительно высоких концентрациях растворенного электролита (выше 0,1 н.). Все эти работы не внесли полной ясности в вопрос о природе движения ртутных капель. В большинстве работ электрокапиллярное движение ртутных капель рассматривалось вне связи с электрокинетическими явлениями у твердых частиц. Напротив, в работе Краксфорда и др. оба явления полностью отождествлялись между собой, несмотря на огромное различие в наблюдающихся скоростях движения. [c.491]

При выводе формулы (99.21) было сделано допущение, что при наличии электрокапиллярных движений пограничное натяжение во всех точках поверхности капли зависит только от потенциала. Это условие не будет выполнено, если, например, в растворе присутствуют поверхностноактивные веш.ества и установление равновесия между поверхностью и объемом раствора требует некоторого времени вследствие медленности самого процесса адсорбции или диффузии адсорбированного веш.ества. В этом случае пограничное натяжение и при постоянном Аср будет йо вышено в тех частях капли, где происходит растяжение поверхности ртути (на рис. 75 в правой части капли), и понижено там. где происходит ее сжатие (в левой части капли), что вызовет дополнительное торможение движения поверхности капли и уменьшение ее подвижности.2. [c.502]

Трудность получения чистого радиального режима расширения апли связана с тем, что наряду с описанным выше механизмом возникновения тангенциального движения поверхности капли существует еш,е и другой механизм, порождающий его. Последний связан с возникновением электрокапиллярного движения поверхности ртутной капли в электрическом поле. [c.544]

Построеш е теории максимумов 1-го рода вызывает значительно больше затруднений, чем теории максимумов 2-го рода. Срав ительно давно была установлена [16] связь шжяу возникновением электрокапиллярного движения ртутной поверхности и появлением поляро- [c.566]

Таким образом, используя теорию электрокапиллярного движения и учитывая влияние возникающего тангенциального движения поверхносги ртутного катода на конвективный перенос ионов к его поверхности, можно построить полуколичественную теорию полярографических максимумов 1-го рода. При этом нет нужды в каких-либо произвольных и необоснованных гипотезах о природе адсорбционных сил или кинетике образования двойного слоя, которые делались Антвей-лером, Штакельбергом [17] и другими авторами в их неудачных попытках объяснить появление полярографических максимумов. [c.573]

Из уравнения (114,4) непосредственно видно, что величина и даже знак изменения скачка потенциала в двойном слое определяются наруяду с изменением WQ также изменением /пр вдоль поверхности электрода. Если размешивание вызвано собственным движением поверхности электрода под действием неравномерной поляризации, то между поведением поверхности ртути при ее положительном и при отрицательном заряде будет суш.ественное различие. Действительно, предположим для определенности,. что 0/1,0 < 0 2. о. т. е. что путь тока к участку 1 короче, чем к участку 2. При таком допущении участок 1 модели соответствует нижней, легче поляризуемой части капельного электрода, участок 2 — его верхней части. В этом случае при /тр = Ьпр (ДФо) < О и. следовательно, Уо < 0. т. е. движение направлено от 2 к 1 (сверху вниз) при е > О и от 1 к 2 (снизу вверх) прие < 0. Еслу размешивание существенно зависит от электрокапиллярного движени электрода, то в первом случае свежая струя раствора поступает к части 2 электрода (верхней), и. следовательно, в этой части подвод вещества обеспечен лучше, т. е. в следующем приближении / 1пр > 2пр- В результате согласно уравнению (114,4) абсолютная величина (АФо). а следовательно, и возрастают по сравнению с теми значениями, которые они имели бы при = [c.580]

Количественная теория электрокапиллярных движений была развита А. Н. Фрумкиным и В. Г. Левичем [28 31]. Для случая идеально поляризуемой капли, т. е. такой, у которой обмен ионами со шлаком заторможен, скорость [v, см1сек) движения [c.425]

В более широком диапазоне проверялось влияние вязкости шлака на скорость электрокапиллярных движений. Как видно из данных табл. 44, подвижность капель N 382 радиусом 0,1—0,12 см закономерно падает с вязкостью (т]) шлака при постоянном градиенте Е = 2,55 в см и температуре 1400° С. Более того, в согласии с уравнением (V,23) величина и обратно пропорциональна вязкости (т]), а значение плотности заряда (е) достаточно постоянно (11,2-i-3,5 10 к1см ) и близко к найденному (15- 10 к см ) другими методами. [c.426]

Тот факт, что из железа, насыщенного углеродом, вместе с серой в шлак уходят ионы Ре2+, может быть объяснен лишь медленностью процесса их восстановления (У,205) по сравнению с реакцией (У,202) их обра- зования. Такое соотношение ско-ростей было экспериментально подтверждено А. И. Сотниковым и соавторами [206] независимыми электрохимическими методами (токи обмена и электрокапиллярные движения). д ] 2 3 и 5т,пич [c.533]

Чтобы судить о механизме реакции выгоранд я, необходимо исследовать кинетику процесса в условиях, не осложненных диффузионными затруднениями. Для реализации режи-"ма, близкого к кинетическому, в работе 9б] был применен метод электрокапиллярного движения капли сплава Fe, С (0,64 3,2% С) в шлаке, содержащем 39% СаО, 42% Si02, 19% AI2O3 и добавки FeO (0,256,8%). При прохождении электрического тока в капле происходят внутренние движения, заставляющие ее перемещаться к одному из электродов. Скорость такого электрокапиллярного движения возрастает вместе с градиентом потенциала. Увеличивая последний, можно обеспечить интенсивное перемешивание самих капель (т. е. ускорять диффузию внутри металла), а также прилегающих слоев шлака. Проведенные опыты показали, что скорость выгорания углерода из капель (и) сначала возрастает с увеличением градиента потенциала, а затем практически перестает от него зависеть. Другими словами, при известной скорости движения капля все время соприкасается со свежим шлаком и, кроме того, весьма интенсивно перемешивается внутри. В этих условиях снимаются диффузионные торможения и пограничные концентрации углерода и закиси железа приближаются к объемным. [c.657]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология