Лекция № Электроповерхностные свойства дисперсных систем - pismo.netnado.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Лекция № Электроповерхностные свойства дисперсных систем - страница №1/1

Лекция № 8.

Электроповерхностные свойства дисперсных систем.
1) Электрокинетические свойства дисперсных систем.
- электрофорез,

- электроосмос,

- потенциал течения,

- потенциал седиментации (эффект Дорна).


2) Причины возникновения заряда на поверхности

и образования ДЭС.
1) Действие световых и звуковых волн:
Ме + е = Ме+

Бомбардировка:



е

ион

+ + +

+ + + + + + +


2) Ионная или ионообменная адсорбция ионов:
ДЭС

- - - - - - - - - - - -



+ + + + + + + + + + + + Поверхность

3) Адсорбция ПАВ:


Бензол Н2О

- - - - - + + + + +

+ + + + + - - - - -

Силикагель Уголь

4) Диффузия из объема к поверхности:

- - - - - - - -

+ + + + + + + +



+ + + +
5) Адсорбция воды:

Трибоэлектрический эффект
Н Н + - - - - - -

+ + + + + +



О -

6) Трение:

Р




+ + + + + + + + + +

- - - - - - -

Разрушение

поверхностного

слоя
3) Строение двойного электрического слоя (ДЭС).


1) Теория строения ДЭС Гельмгольца – Перрена:
Общий (термодинамический)

потенциал “ + “ - потенциалопределяющие

поверхности 0 + - ионы

+ - “-“ - противоионы

+ -

+ - Изоэлектрическая точка

+ -

+ -

+ -


Расстояние


Строение ДЭС аналогично строению плоскопараллельного конденсатора.

2) Теория строения ДЭС Гуи – Чепмена:


А

Потенциал Падение потенциала:



0 +

+ - - - x = 0 *е –zF/kT



+

+ - - - - F – число Фарадея

x + z – заряд иона

+ - - - - плоскость скольжения

В Расстояние


Противоионы рассеяны в диффузионной части ДЭС.

3) Теория строения ДЭС Штерна:


Потенциал

+ Плоскость скольжения

0




+ - - Межмицеллярная

Противоионы жидкость

ПОИ + - +



Н2О

- + -

+

Изоэлектрическая точка



-

+ -

+




Слой Штерна

 Расстояние



2*r

Слой Гельмгольца Слой Гуи

Слой противоионов состоит из двух частей: 1 – притягивается к межфазной поверхности, 2 – находится в диффузионной части за счет дальнодействующих адсорбционных сил.

Штерн в своей теории: 1) учел размеры ионов, 2) учел дальнодействие ван-дер-ваальсовых сил притяжения, удерживающих противоионы

вблизи поверхности.

4) Действие индифферентных электролитов на ДЭС.


Индифферентные (безразличные) электролиты – электролиты, не имеющие ионов, способных достраивать кристаллическую решетку коллоидной частицы. Такие электролиты снижают электрокинетический потенциал в результате увеличения концентрации противоионов и сжатия двойного электрического слоя (ДЭС).
Потенциал Изменение потенциала до

+, + введения электролита





0 Сu2+ NO3- Изменение потенциала после

введения электролита

- -

+

+ Изоэлектрическая точка

СuS + - - -  = 0



+

+ Раствор CuS стабилизирован

1+ + - - - Сu(NO3)2

+ Введен иэбыток Na3РО4

+



0

- Расстояние

- PO43-

CuS -


- + Становятся

- + потенциалопределяющими

Cu2+ Na+ ионами

+

2- Перезарядка - потенциала



По мере увеличения содержания в системе электролита ДЭС сжимается и -потенциал снижается, пока не станет равным нулю, это состояние называется изоэлектрическим состоянием системы.

При введении в систему многовалентных ионов, заряд которых противоположен по знаку заряду дисперсной фазы, происходит изменение знака электрокинетического потенциала – перезарядка.

(Пример – имеется раствор CuS, стабилизированный Cu(NO3)2,

в него вводится избыток Na3РО4 )

5) Действие неиндифферентных электролитов на ДЭС.


Неиндифферентные электролиты – электролиты, один из ионов которых способен достраивать кристаллическую решетку дисперсной фазы. Потенциалопределяющий ион этого электролита может повышать потенциал 0 и , а находящийся с ним в паре противоион способен сжимать двойной электрический слой (ДЭС).


Потенциал



Cu2+ 1) До введения изб. электролита

0(2,3)

2) После введения небольшого

NO3- количества электролита

СuS + -

+ - 3) После введения значительного

0(1) количества электролита

 (2) - -

+ Изоэлектрическая точка

+

+ CuS стабилизирован Cu(NO3)2



(1,3) вводится избыток Cu(NO3)2


Расстояние

Перезарядка дисперсной фазы с помощью неиндифферентного электролита:

Потенциал 1) Изменение потенциала


Cu2+ до перезарядки

+1 - NO3-



+ 2) Изменение потенциала

CuS + - - после перезарядки



+

1+

0

- Расстояние

2 -

CuS - +



- + Пример – введение избытка

Na+ Na2S

-2 S2- +


6) Уравнение Гельмгольца – Смолуховского и условия его применения.
Электроосмос – направленное перемещение жидкости в пористом теле под действием приложенной разности потенциалов.

Для получения уравнения, связывающего скорости движения фаз с параметрами дисперсионной среды, необходимо задаться условиями:



  1. Толщина ДЭС гораздо меньше радиуса пор и капилляров твердой фазы.

  2. Слой жидкости, прилегающий к твердой фазе, неподвижен.

  3. Движение жидкости ламинарное и подчиняется законам гидродинамики.

  4. Распределение зарядов в ДЭС не зависит от разности потенциалов.

  5. Твердое тело является диэлектриком, а жидкость проводит электрический ток.

6) Вязкость жидкости с расстоянием изменяется линейно.
Выражение для постоянной линейной скорости жидкости -

уравнение Гельмгольца – Смолуховского:


По учебнику Фролова: По учебнику Воюцкого:

U0 = 0**E*/ U = **H/(4**)

U0 – скорость движения жидкости, 0 – константа,  - диэлектрическая проницаемость жидкости, E – напряженность электрического поля,

 - потенциал, - вязкость жидкости.
Уравнение можно переписать в следующем виде:

По учебнику Фролова: По учебнику Воюцкого:

 = *U0/0**E  = 4***U/(*H)

(* 3002)


(Потенциал – в милливольтах) H = E/L

7) Методы определения электрокинетического потенциала.


- электрофоретические,

- метод подвижной границы,



- микроскопические и ультрамикроскопические методы,

- электроосмотические.