Двойной электрический слой релаксация

Электризация топлив происходит в процессе смешения, перекачки, фильтрования, заправки летательных аппаратов и т. д. Она обусловливается низкой электрической проводимостью топлив, недостаточной для релаксации зарядов диффузионного двойного электрического слоя, образующегося на границе раздела топлива с поверхностью топливной аппаратуры, капель воды и др. Электризация топлива в объеме, являющаяся результатом переноса электрических зарядов, приводит к накоплению статического электричества до потенциалов, достаточных в ряде случаев для появления электрических разрядов. Величина заряда — результат конкурирующих процессов, их образования и релаксации. [c.88]

Помимо явлений электрофоретического запаздывания и электрической релаксации на скорость электрофореза может влиять и агрегатное состояние дисперсной фазы. Так, скорость электрофоретического переноса жидких частиц при всех прочих одинаковых условиях электрофореза равна подвижности твердых частиц лишь в частном случае, когда в результате адсорбции поверхностноактивных веществ поверхность капли становится неподвижной, что делает жидкую частицу похожей на твердую. В общем же случае жидкие частицы, обладающие достаточно высокой проводимостью, движутся при электрофорезе значительно быстрее, чем твердые. Это объясняется следующими причинами. Во-первых, трение о поверхность жидкой частицы всегда меньше, чем трение о поверхность твердого шарика таких же размеров, так как капли жидкости могут деформироваться при движении среды. Во-вторых, двойной электрический слой [c.206]

В последующих исследованиях ряда авторов (Дж. Овербек, Ф. Буф, Д. Генри, С. С. Духин) рассмотрено влияние деформации двойного слоя при наложении внешнего электрического поля (эффекта релаксации) на скорость электрофоретического движения частиц оказалось, например, что при значениях хг, близких к единице, в присутствии трехзарядного противоиона деформация двойного электрического слоя вызывает уменьшение коэффициента k примерно на одну четверть. Все эти поправки должны учитываться при определении -потенциала методом электрофореза. [c.193]

Образование и накопление зарядов на перерабатываемом материале связано с двумя условиями. Во-первых, должен быть осуществлен контакт поверхностей, в результате которого образуется двойной электрический слой. Возникновение двойного электрического слоя объясняется переходом электронов в элементарных донорно-акцепторных актах на поверхности контакта неодинаковое сродство материала поверхностей к электрону определяет знак заряда [1]. Во-вторых, хотя бы одна из контактирующих поверхностей должна быть из диэлектрического материала. Заряды будут оставаться на поверхностях после их разделения только если время разрушения контакта будет меньше времени релаксации зарядов. Последнее в значительной степени определяет величину зарядов на разделенных поверхностях. [c.9]

Рассмотрим модель, в которой приняты некоторые упрощения допускается, что частица перед контактом электрически нейтральна деформация частицы происходит в упругой области. Схема релаксации электрического заряда при разрушении контакта твердой диэлектрической частицы сферической формы с плоской стенкой показана на рис. 1. В том месте, где контакт не нарушен, плотность зарядов определяется свойствами контактирующих поверхностей и равна плотности заряда двойного электрического слоя. В момент контакта заряд частицы будет равен [c.9]

Определение С-потенциала из измерений скорости электрофореза и электроосмоса дает надежные и сопоставимые результаты только тогда, когда размер коллоидных частиц значительно превосходит толщину двойного электрического слоя. В этом случае можно пренебречь эффектом релаксации (ослабления) и электрофоретическим торможением (уменьшением электрофоретической подвижности), которые возникают в деформированном, двойном слое в период передвижения частицы под влиянием электрического поля. Чтобы понять, почему это происходит, приведем аналогию с движением [c.90]

Существенное влияние на собственную электропроводность частиц оказывает структура двойного электрического слоя, так как подвижность компенсирующих ионов ограничивается электрофоретическим торможением со стороны коллоидных частиц (более медленно передвигающихся в поле, чем ионы) и скоростью перестройки ионной атмосферы в переменном поле (эффект релаксации). В свою очередь, измерениями электропроводности в широком диапазоне частот (дисперсия электропроводности) пользуются при изучении структуры двойного слоя. [c.116]

Из общих соображений следует, что в перемешиваемом растворе толщина области двойного электрического слоя, в которой существенно нарушение электронейтральности, по крайней мере, на порядок меньше толщины диффузионного слоя б. Далее равновесие двойного электрического слоя с поверхностью ионита устанавливается весьма быстро и временем. его релаксации можно пренебречь. [c.297]

Ориентация на поверхности диполей и возникновение двойного электрического слоя (дипольного). Для воды время релаксации этого процесса т = 10" + [c.211]

Особенно интересно явление движения капли прямой эмульсии после выключения электрического поля или при перемене его полярности, которое до сих пор не было описано в научной литературе. Общеизвестно, что движение заряженных частиц дисперсной фазы в дисперсионной среде возникает только при деформации двойного ионного слоя. Время восстановления равновесия после устранения источника возмущающих полей (электрического или гравитационного поля, поля сил давления) обычно измеряется долями секунд, поэтому стадии восстановления ионной сферы и ее влияние на движение частиц сравнительно мало. Если время релаксации т составляет минуты, а для некоторых систем часы, например для дисперсий в слабополярных и вязких средах, то избыток противоионов с одной [c.142]

При наложении внешнего электрического поля движущаяся заряженная частица подвергается не только рассмотренному выше электрофоретическому торможению, но и действию так называемой электрической релаксации, которая заключается в следующем. Согласно электрической. теории электрофореза предполагается, что электрическое поле двойного слоя и внешнее электрическое поле просто накладываются одно на другое. Однако на самом деле этого нет, так как частица и внешняя часть двойного [c.204]

Влияние описанных электродных процессов можно устранить путем подачи на электроды переменного напряжения. При изменении знака приложенного напряжения меняются направление перемещения ионов, характер электролиза и характер образования емкостного сопротивления. Время релаксации различно для каждого типа процесса. По мере увеличения частоты влияние электролиза снижается или совсем устраняется и ток в растворе определяется емкостным сопротивлением. Верхний предел частот соответствует примерно 1 МГц. При этой частоте ионы прекращают движение, хотя переориентация диполей по-прежнему будет происходить. Влиянием емкостного сопротивления можно управлять, подбирая сопротивление в электрической схеме, либо можно измерять мгновенный ток. Мгновенный ток — это ток, возникающий в момент подачи напряжения, когда двойной слой еще не образовался. [c.44]

Электрические свойства растворов полиэлектролитов. Электрокинетический потенциал, как известно, с большей или меньшей точностью может быть подсчитан по уравнениям Гельмгольца — Смолуховского или Генри только для коллоидных частиц, размер которых значительно превосходит толщину двойного электрического слоя. Для частиц же, диаметр которых мал по сравнению с толщиной двойного электрического слоя, при расчете электрокинетического потенциала следует вводить ряд поправок и в первую очередь поправку на электрическую релаксацию. Кроме того, если макромолекулы находятся в растворе в виде рыхлого клубка, то должно быть принято во внимание движение среды через петли свернутой цепи. К сожалению, до сих пор теория электрофореза для свернутых в клубок макромолекул отсутствует. Поэтому в настоящее время распространено определение электрофоретической подвижности не отдельных макромолекул, а макромолекул, адсорбированных на достаточно крупных частицах кварца или угля или на капельках масла. В этом случае электрокинетический потенциал легко определить с помощью микроэлектрофоретических методов. Как показали многочисленные исследования, при достаточной толщине слоя полимера, покрывающего частицу, подобный прием дает вполне воспроизводимые результаты. [c.477]

Электропроводность коллоидного раствора слагается из электропроводности, обусловленной коллоидными частицами, и электропроводности находящихся в растворе электролитов. Если посторонних электролитов в растворе очень мало (высокоочищенные растворы белков и полиэлектролитов), измерениями электропроводности можно воспользоваться для определения удельного заряда или подвижности частиц, однако, в лиофобных золях определить собственную электропроводность коллоидных частиц довольно трудно. Существенное влияние на собственную электропроводность частиц оказывает структура двойного электрического слоя, так как подвижность компенсирующих ионов ограничивается электрофоретическим торможением со стороны коллоидных частиц (более медленно передвигающихся в поле, чем ионы) и скоростью перестройки ионной атмосферы в переменном поле (эффект релаксации). В свою очередь, измерениями электропроводности в широком диапазоне частот (дисперсия электропроводности) пользуются при изучении структуры двойного слоя. В растворах полиэлектролитов (например, полиакриловой кислоты) измерения эквивалентной электропроводности X при различных концентрациях представляют интерес для характеристики формы молекул, так как значения X падают в той области концентраций, в которой расстояния между молекулами полимера становятся велики по сравнению с толщиной двойного электрического слоя (Каргин). Измерения электропроводности коллоидных растворов при их взаимодействии с нейтральными солями (метод кондуктометриче-ского титрования) широко применялись при исследовании состава двойного слоя и процессов вытеснения из коллоидных частиц, например, подвижных Н+-ионов (Паули, Рабинович). [c.131]

В растворителях с достаточно высокой диэлектрической проницаемостью задача определения дипольных моментов может осложняться частичной ионизацией растворенных веществ под воздействием поляризующего эффекта среды. В этих условиях возникает необходимость определения степени диссоциации исследуемого вещества на ионы и вкладов последних в измеряемую величину диэлектрической проницаемости раствора абл. обусловленных релаксацией ионных атмосфер Абри и образованием двойного электрического слоя на поверхности емкостных датчиков Дед . [c.157]

В работе представлены результаты экспериментального исследования динамического поверхкоотного натяжения я неравновесного электрического потенциала в зависимости от возраста поверхности водных растворов солей, спиртов и ПАВ-БНСН. На основе анализа данных эксперимента иожно сделать предположение о механизме релаксации структуры поверхности растворов у растворов поверхностно-активных веществ скорость релаксации определяется диффузией, у растворов поверхностно-инактивных веществ -образованием двойного электрического слоя и поляризацией водородных связей. [c.223]

Рассмотрим подробно процесс релаксации свежеобразованной поверхности на границе раздела фаз в двухфазной многокомпонентной системе. Будем полагать, что релаксация структуры поверхности происходит в результате I) изменения состава поверхности из-за адсорбции или десорбции отдельных компонентов 2) образования двойного электрического слоя и появления электрического поверхностного потенциала из-за ориентации диполей и расслаивания йонсз (вследствие различной гидратации и подвижности разноименно заряженных ионов). [c.205]

Предлагаемая методика позволяет также установить влияние адсорбции и, десорбции молекул на работу выхода из металла (отсчетного электрода). Как было установлено выше, вид зависимости Да(Д /к), полученной методом длинновременной релаксации эффекта поля, не зависит от газового окружения. Кривые Да (Д /к) могут быть получены и другим методом — изменением окружающей среды, рис. 10 (переход от воздуха к парам сухого ацетона в потоке аргона). Несовпадение кривых, снятых двумя методами, можно отнести либо к изменению фпп двойным электрическим слоем диполей молекул ацетона, либо к изменению работы выхода из металла при адсорбции, так как оба эти явления отсутствуют при полевых измерениях Дст и Аи . Можно полагать (см. выше), что при адсорбции используемых дипольных молекул [c.162]

В работах [18—21] показано, что гигантские значепия низкочастотной диэлектрической проницаемости водных суспензий могут быть объяснены на основе имеющихся представлений о строении диффузной обкладки двойного электрического слоя по Гуи — 1епмену, если учесть возникающий при поляризации двойного слоя во шшшпем электрическом поле перепад концептрации электролита за его пределами. Согласно теории [20], низкочастотный предел диэлектрической проницаемости сильно зависит от заряда частиц суспензии, а время низкочастотной диэлектрической релаксации — от линейного размера частиц, что позволяет по измерениям низкочастотной дисперсии диэлектрической проницаемости судить об этих характеристиках. Результаты работ [19, 201 относятся к суспензии сферических частиц и согласуются с экспериментальными данными для соответствующей системы, но на их основе нельзя интерпретировать данЕгые [c.103]

Детальное исследование процессов, происходящих на границе раздела фаз, обусловленных скачком потенциалов, становится крайне необходимым для наиболее полной оценки достоверности определения диэлектрической проницаемости и проводимости жидкости. Эти определения имеют самостоятельное значение и привлекают внимание, поскольку таят многое новое в изучении свойств жидкого тела. Существование вблизи поверхности раздела фаз двойного электрического слоя с закрепленной областью адсорбированных частиц (ионов и поляризованных молекул) и действие электрических сил ближнего порядка в тонком слое позволяет предположить, что процессы поляризации в нем будут слабо зависеть от температуры в широком диапазоне, иметь свою характерную область частот релаксации и потерь электромагнитной энергии по сравнению с областью, в которой частицы жцдкости удалены на сравнительно большие расстояния от электродов или от стенок изолятора. В связи с этим интересно отметить весьма любопытные явления, происходящие в капиллярах с жидкостью, которые несомненно имеют связь с процессами на границе раздела фаз. Эти явления рассмотрены в ряде работ Дерягина с сотрудниками [25, 30, 31], которые полагают, что в капиллярах обычные свойства жидкости изменяются. Так, для воды, заключенной в такой капилляр при температурах выше 100 °С, молекулы еще прочно связаны на поверхности, изменяется ее температура кипения и другие свойства. Отыскание путей зондирования процессов, протекающих в тонком слое, с помощью электромагнитного поля поможет полнее представить явления, наблюдающиеся на межфазной границе, которые связаны со строением и составом жидкости. Это также поможет сформулировать требования (критерии) к сплошности и толщине электродов, использующихся в конструкциях чувствительных элементов при определении диэлектрической проницаемости и проводимости жидкости бесконтактным емкостным методом. Для отыскания путей проникновения электромагнитного поля в тонкий приэлектродный слой [c.49]

Особенно интересно явление движения капли прямой эмульсии после выключения электрического поля или при перемене его полярности, которое до сих пор не было описано в литературе. Общеизвестно, что движение заряженных частиц дисперсной фазы в дисперсионной среде возникает только при деформации двойного ионного слоя. Время восстановления равновесия после устранения источника возмущающих полей (электрического или гравитационного поля, поля сил давления) обычно измеряется долями секунд, поэтому стадии восстановления ионной сферы и ее влияние на движение частиц сравнительно мало. Если время релакса1№и г составляет минуты, а для некоторых систем часы, например для дисперсий в слабополярных и вязких средах, то избыток противоионов с одной стороны частицы и недостаток - с другой будут сохранять действие диффузионных сил на частицу в течение некоторого времени. Поэтому в дисперсных системах с больщими частицами и высокой вязкостью дисперсионной среды движение частиц может продолжаться знатательное время. Например, в касторовом масле с коэффициентом диффузии ионов О = 10 см /с капли ПМС-5 диаметром 2а = 1 мм после снятия поля напряженностью 2 кВ/см двигались в течение 3—5 мин. Время релаксации подобной капли составляет несколько десятков часов и знащпельно превыщает время ее движения. [c.23]

Как мы видели, нелинейные свойства возбудимых мембран отчетливо проявляются в генерации и распространении нервного импульса (гл. И). Рассмотрим периодические изменения состояния мембран, установленные в ряде опытов. Так, наблюдались колебания электрического потенциала в очень тонких двойных полиэтиленовых мембранах. Двойной слой состоял из поликислоты (а) и полиоснования ( ). Таким образом, в нем имелись три зоны — отрицательно заряженная а, нейтральная и положительно заряженная Ь (рис. 16.13). Мембрана помещалась в 0,15 М раствор Na l. При наложении отрицательного потенциала со стороны полиоснования наблюдались периодические импульсы (спайки) и при некотором критическом значении тока незатухающие колебания, сохраняющиеся часами. Ток через мембрану состоит из перемещения катионов сквозь зону а и анионов сквозь зону Ь. В результате в центральной нейтральной зоне накапливается Na l. Возрастание осмотического давления приводит к появлению потока растворителя в мембрану и к возрастанию в ней гидростатического давления. В то же время увеличение концентрации соли вызывает сокращение молекул полиэлектролита, что также увеличивает давление. Когда это увеличение превзойдет осмотическое давление, поток растворителя изменит знак, и концентрация соли внутри мембраны увеличится еще больше. Возникнет градиент концентрации, соль покинет мембрану и будет вытекать после того, как мембрана достигнет максимального сокращения. Затем наступает релаксация, возвращение мембраны в исходное состояние, и процесс начинается снова. [c.525]

Поскольку в формулу толщины двойного слоя входит концейтрация ионов, ее затруднительно использовать непосредственно в первоначальной форме. Поэтому ее преобразовали [53, стр. 41] в формулу, из которой непосредственно видно, что квадрат толщины б двойного слоя равен произведению коэффициента Д молекулярной диффузии ионов на время электрической релаксации т [c.159]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология