Электроосмотический перенос жидкостей

Рис. 102. Схема передвижения коллоидной частицы при электрофорезе (а) и электроосмотического переноса жидкости через капилляр (б) (К — внутренняя поверхность

Рис. 10.15. Схема передвижения коллоидной частицы при электрофорезе (о) и электроосмотического переноса жидкости через капилляр (б ) (К — внутренняя поверхность капилляра). Поверхности коллоидной частицы и капилляра заряжены отрицательно.

В постоянном внешнем электрическом поле коллоидная частица перемещается к электроду, знак заряда которого противоположен знаку заряда поверхности коллоидной частицы (рис. 10.15, а). Электроосмотический перенос жидкости направлен к электроду, имеющему тот же знак, что и поверхность капилляра К (рис. 10.15, б). В этом случае в электрическом поле подвижны гидратированные противоионы, которые увлекают прилегающие к ним слои воды. [c.307]

Рис. 101. Схема передвижения коллоидноп частицы при электрофорезе (а) и электроосмотического переноса жидкости через капилляр (о) (К — внутренняя поверхность капилляра).

Предположим, что мы имеем ориентированный по оси л капилляр радиуса г и длины I, наполненный жидкостью, к концам которого приложена разность потенциалов Е (рис. 30). Под влиянием электрического поля происходит электроосмотический перенос жидкости с некоторой скоростью причем в результате такого течения жидкости создается некоторая разность давлений Р. Описание движения вязкой, несжимаемой жидкости под влиянием электрического поля и при наличии гидростатического давления может быть сделано с использованием гидродинамических уравнений Навье—Стокса. Для данного случая — ламинарного потока жидкости в направлении оси л — в стационарном состоянии в соединении с уравнением несжимаемости жидкости уравнение Навье—Стокса сводится к следующему выражению [c.54]

Величина гидростатического давления, уравновешивающая электроосмотический перенос жидкости, называется максимальным электроосмотическим поднятием и определяется формулой [c.182]

После этого устанавливают величину объемной скорости электроосмотического переноса жидкости о. [c.184]

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]

Практическое применение электроосмоса ограничено из-за большого расхода электроэнергии. Тем не меиее, это явление используется для удаления влапг при осушке различных объектов (стен зданий, сыпучих материалов, при строительстве плотин, дамб и т. д.), для пропитки материалов различными веществами. При электроосмотической осушке в объект вводят электроды, представляющие собой полые металлические трубы с отверстиями. В замкнутой электрической цепи происходит электроосмотический перенос жидкости к определенному электроду, которая собирается в нем, и затем ее откачивают насосом. Все большее значение приобретает электроосмотическая фильтрация, сочетающая в себе два процесса фильтрацию под действием приложенного давления и электроосмотический перенос жидкости в электрическом поле. [c.230]

В-третьих, может наблюдаться электроосмос через мембраны. Направление движения жидкости при электроосмосе зависит от знака заряда мембран и расположения их по отношению к электродам в электродиализаторе. Поэтому электроосмотический перенос жидкости может быть направлен как из средней камеры в электродные, так и наоборот. В результате может значительно изменяться объем раствора в средней камере. Если жидкость движется из электродных камер, где в процессе электродиализа образуются кислота и щелочь, в среднюю камеру, то вследствие этого там также может произойти изменение состава электролита. [c.224]

Электроосмотический перенос жидкости может быть представлен в данных условиях как движение под действием давления, эквивалентного по действию электроосмотическому переносу. Тогда вводится коэффициент электроосмотической активности К = Ка/Кф- Как было показано многочисленными опытами, величина Кэ возрастает с уменьшением размеров частиц грунта, в то время как Кф падает. [c.192]

Рассмотрим современные представления о механизме электроосмотического переноса жидкости. Движение жидкости происходит вследствие того, что вблизи поверхности в наружной части диффузного слоя имеется избыток ионов одного знака заряда. Приложение электрического поля к капилляру, наполненному жидкостью, заставляет избыточные ионы сдвигаться к противоположно заряженному полюсу. Ионы внутренней обкладки двойного слоя, находящиеся непосредственно на стенке, так же как и ионы первого слоя противоионов наружной обкладки, не перемещаются, так как для преодоления электростатических сил, [c.49]

Скорость и направление электроосмотического переноса жидкости определяются величиной и знаком электрокинетического потенциала на границе движущаяся жидкость — смоченная твердая поверхность. [c.144]

Решение последнего уравнения и составит нашу задачу для случая, когда при электроосмотическом потоке не возникает разности давлений,, чему отвечает, например, измерение скорости электроосмотического переноса жидкости в приборе с двумя горизонтально поставленными отсчетными капиллярами на одном уровне. Общее решение этого уравнения дает для [c.56]

МОСТИ ионов, электроосмотическому переносу жидкости и пассивирующей способностью пигментов. [c.125]

Если к двум сторонам пористой диафрагмы, разделяющей два объема жидкости, прикладывается разность потенциалов, то наряду с протеканием электрического тока возникает электроосмотический перенос жидкости через диафрагму. Поскольку материал диафрагмы неэлектропроводен, силовые линии внешнего электрического поля точно следуют капиллярам диафрагмы (см. рис. УП—9) поэтому при электроосмосе должно, как правило, соблюдаться условие параллельности внешнего поля поверхности твердой фазы. Это позволяет применить для описания скорости электроосмоса уравнение Гельмгольца — Смолуховского в виде (УП—28). В достаточно широких по сравнению с толщиной ионной атмосферы капиллярах практически вся жидкость, кроме малой ее части, непосредственно при- VII—18 [c.203]

Если электроосмотический перенос жидкости приводит к возникновению разности уровней жидкости по обе стороны от диафрагмы, то под действием появляющегося перепада давлений Ар возникает противоток жидкости (рис VII—19) вплоть до установления динамического равновесия и отвечающего ему стационарного значения электроосмотического поднятия. Чтобы получить выражение для электроосмотического поднятия Не, запишем полностью связь потока жидкости с обеими действующими силами — разностью электрических потенциалов и разностью давлений [c.204]

Как известно, объемная скорость электроосмотического переноса жидкости пропорциональна току. Поэтому во всех предыдущих расчетах следует брать скорость, отнесенную к единице силы тока. [c.483]

К исследованию двойных диафрагм привело нас то обстоятельство, что такие диафрагмы, как кожа и замша, дали при определении их С-потенциала по электроосмотическому переносу жидкости весьма неожиданные результаты [1]. Эта неожиданность заключалась главным образом в асси-метричности их действия, т. е. электроосмотический перенос жидкости (а следовательно и С-потенциал, определенный по электроосмосу) зависел от того, какой стороной диафрагма была обращена к катоду. Такое поведение мы объяснили несимметричностью в строении диафрагмы, т. е. указанные диафрагмы нужно рассматривать как двойные диафрагмы, слои которых обладают различными свойствами. Это подтвердилось нашими опытами, сообщаемыми здесь. Благодаря им выявлена определенная закономерность в установлении суммарного электрокинетического потенциала двойной диафрагмы. [c.290]

Защитные свойства полимерных покрытий определяются их электрохимической активностью, зависящей в значительной степени от структуры и природы функциональных групп, ионной проводимости, способности покрытий к избирательной диффузии ионов, электроосмотическому переносу жидкости. [c.68]

ЭЛЕКТРООСМОТИЧЕСКИЙ ПЕРЕНОС ЖИДКОСТИ БЕЗ ИЗМЕНЕНИЯ ОБЪЕМОВ РАБОЧИХ ПРОСТРАНСТВ [c.62]

Электроосмотический перенос жидкости через диафрагму, состоящую из двух слоев (желатинового и керамического) с разноименными С-потенциалами, определяется главным образом тем слоем, который обладает меньшим радиусом пор (желатиновым). [c.296]

Особый случай электроосмоса представляет электроосмотиче-ское давление. Если капилляр С (рис. 33) расположен не горизонтально, а наклонно или вертикально, то при электроосмосе уровень жидкости в нем изменится и появится гидростатическое давление, направление действия которого противоположно электроосмоти-ческому течению. В результате создаются условия для обратного переноса жидкости через пористую перегородку. В конце концов уровень мениска остановится в положении, соответствующем постоянной разности гидростатических давлений, т. е. электроосмоти-ческому давлению АР. Возникающее состояние на первый взгляд похоже на равновесие в осмотической ячейке. В действительности же оно не имеет ничего общего с равновесием, а представляет собой стационарное состояние. Это обстоятельство часто не учитывается, что иногда приводит к грубым ошибкам. На самом деле и при стационарном уровне мениска под влиянием приложенного электрического поля продолжается электроосмотический перенос жидкости вдоль стенок капилляров пористой перегородки. В то же время внутри капилляра существует обратное течение, вызванное гидростатическим давлением. Так как стационарному состоянию отвечает не равенство давлений (электроосмотического и гидростатического), а равенство количеств жидкости, перенесенных за 1 с путем электроосмоса [уравнение (5.7а) ] и под действием гидростати- [c.138]

Однако привлекательная на первый взгляд теория Булла подвергалась серьезной критике со стороны Рейхардта [19]. По его мнению обратный электроосмотический перенос жидкости наблюдается только в двойном электрическом слое. Электроосмотические силы не являются давлением в прямом смысле и не накладываются на скорость протекания жидкости в центральной части капилляра. Приблизительный расчет Рейхардта показывает,что для компенсации давления, под которым протекает раствор, необходимо при г, равном 0,1 см, приложить усилие, в 10 ООО раз превышающее обратное электроосмотическое давление Ре- Да и сам автор теории принужден был впоследствии пересмотреть свои взгляды [8]. [c.320]

Измерены уде,льные поверхностные проводимости на кварцевых и корундовых диафрагмах нри отсутствии электроосмотического переноса жидкости. [c.344]

Механизм электроосмоса заключается в следующем. Нерастворимый материал мембраны при контакте с жидкостью (водой) диссоциирует с поверхности, отщепляя в жидкость те или другие ионы. Возникает двойной электрический слой, внутренняя обкладка которого входит в состав твердой фазы, а противоионы диффузно располагаются в жидкости. При включении постоянного электрического тока противоионы диффузного слоя перемещаются к электроду соответствующего знака. Так как ионы в воде всегда гидратированы, то при движении иона с ним увлекается определенный объем диснор-сноннной среды за счет сил молекулярного трения (вязкости) между гидратной оболочкой иона и окружающей жидкостью. Очевидно, что чем больше толщина диффузного слоя и меньше площадь поперечного сечения капилляра или поры мембраны, тем сильнее проявляется электроосмотический перенос жидкости. Например, силикаты, входящие в состав стекла, на границе с водой диссоциируют по уравнению [c.409]

Первый член в (5.129) выражает конвективный, а второй—электроосмотический перенос жидкости. Объемная скорость жидкости через капилляр [c.202]

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]

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]

Если под р1 иметь в виду градиент давления, взятый с обратным знаком, — с1р/с1л , под Р2 — напряженность внешнего электрического поля, то под X и 2 подразумеваются поток массы и электрический ток соответственно эти величины будем в дальнейшем относить к сечению единичной площади. Коэффициент ац характеризует фильтрацию жидкости через дисперсную фазу, а а 2 — скорость электроосмотического переноса жидкости через диафрагму или поток частиц дисперсной фазы в электрофорезе. Коэффициент 012, равный коэффициенту 021, определяет плотность тока протекания или же электрического тока, переносимого частицами при их дйижении в поле внешних сил (если в последнем случае сила Р представлена силой тяжести mg, то речь [c.187]

Электроосмос приводит к изменению уровней жидкости в сообщающихся сосудах — анодной и катодной частях U-образной трубки. Этот эффект, на-зьшаемый электроосмотическим поднятием, оказывается очень сильным например, приложение напряжения в 100 В может вызвать возникновение разности уровней до 20 см. Таким образом, электроосмос и электроосмотическое поднятие связаны с движением жидкости относительно неподвижной дисперсной фазы (пористой диафрагмы). В случае электроосмотического поднятия при равновесии электроосмотический перенос жидкости компенсируется ее перетеканием в обратную сторону под действием разносги гидростатических давлений в двух частях U-образной трубки. [c.210]

Он подчеркнул, что конвективная подвижность может приобрести важное значение в практике ионного обмена. Обычно регенерация ионообменной колонны осуществляется протеканием регенерационного раствора через колонну. Регенерация зависит от диффузионного процесса, который является медленным процессом. Если приложить постоянный ток, то можно заметно ускорить процесс, так как скорости ионов под действием электрического поля значительно превышают их скорости при свободной диффузии. К нормальной скорости миграции противоиона при этом будет добавляться скорость электроосмотического переноса жидкости. Движущаяся жидкость будет способствовать удалению как ионизированных, так и неионизированных веществ из фазы смолы (в настоящее время имеется патент на очистку ионообменных смол при помощи такого процесса [АР23]). [c.114]

Защитные свойства полимерных покрытий изучены емкостно-омическим методом критерием оценки являлось изменение частотной зависимости емкости и сопротивленйя окрашенных электродов под воздействием коррозионной среды. Механизм и скорости переноса ионов изучались на свободных пленках путем определения ионной проводимости, коэффициентов диффузии и чисел переноса ионов, а также электроосмотического переноса жидкости. Приводятся некоторые результаты изучения этими методами покрытий на основе нитроцеллюлозы, глифталевой и перхлорвиниловой смол и др. [c.217]

При микрометоде суспензия видимых в микроскоп частиц помещается в тонкую стеклянную кювету, накладывается разность потенциалов между концами кюветы и наблюдается в микроскоп движение частиц. При этом происходит электроосмотический перенос жидкости вдоль поверхности стеклянной кюветы, но так как стеклянная кювета представляет собой закрытую систему, то эта жидкость возвращается обратно через центр кюветы. В результате около вершины и окола дна кюветы образуются стационарные уровни, где жидкость неподвижна. На этих уровнях, и только там, / наблюдаемая подвижность частиц является истинной скоростью их передвижения по отношению к жидкости. На всех других уровнях наблюдаемая скорость передви- [c.204]

Механизм электроосмотического переноса жидкости можно -представить себе следующим образом (рис. 73). При наложении внешнего электрического поля вдоль находящейся в растворе системы капилляров, подвижные иОны диффузного слоя, пере- двигаются к противоположкГому полюсу. [c.179]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология