3.5.2 Потенциал седиментации

Потенциал седиментации– возникновение разности потенциалов при движении (седиментации) частиц в неподвижной жидкости.

Рассмотрим коллоидную систему, находящуюся в емкости (например, отстойник) (рис. 34).

Под действием силы тяжести частицы дисперсной фазы оседают. Процесс оседания частиц называют седиментацией.

При оседании частиц дисперсионная среда практически остается неподвижной. Частицы движутся совместно с потенциалопределяющими ионами и адсорбционным слоем противоионов. Их перемещение относительно жидкой дисперсионной среды происходит по границе скольжения. Это приводит к тому, что диффузионная часть ДЭС отстает от частицы, поэтому в сплошной среде концентрируются противоионы. Чем выше уровень, тем концентрация противоионов выше.

Между верхом и низом возникает разность потенциалов, которую и называют потенциалом оседания (седиментации).

Потенциал седиментации обратен электрофорезу. И в том и в другом случае происходит движение частиц. Но при электрофорезе перемещение происходит в результате взаимодействия электрического поля с избыточным зарядом частиц, а при потенциале седиментации – в процессе оседания частиц возникает разность потенциалов.

3.5.3 Электроосмос

Электроосмос– движение дисперсионной среды через неподвижную капиллярно-пористую перегородку под действием внешнего электрического поля.

Электроосмос обычно происходит в капиллярах и каналах пористых тел. Пусть в центр U-образной трубки помещена мембрана, представляющая собой мелкопористый стеклянный фильтр (рис. 35). Трубка заполнена электропроводящей жидкостью (водой). Рассмотрим сечение одного капилляра (рис. 36). Возникновение заряда на стенках капилляров стеклянного фильтра происходит за счет диссоциации молекул поверхностного слоя:

.

Ионы Са²⁺переходят в раствор, аSiO₃^2–связаны с кристаллической решеткой стекла и создают на поверхности капилляра отрицательный заряд, т.е. являются потенциалопределяющими ионами. Возле стенок капилляра формируется ДЭС. Пленка жидкости вместе с противоионами адсорбционного

слоя «прилипает» к стенке капилляра и остается неподвижной. А противоионы диффузной части ДЭС под действием внешнего электрического поля перемещаются к катоду. Противоионы гидратированы, следовательно, вместе с ними к отрицательному электроду двигается и дисперсионная среда (вода). Таким образом, перемещение дисперсионной среды относительно стенок капилляров происходит по плоскости скольжения. В результате в левой части трубки уровень жидкости понижается, а в правой – повышается. Процесс прекратится, когда гидростатическое давление достигнет величины, достаточной для того, чтобы воспрепятствовать движению противоионов.

Применение электроосмоса.

Метод электроосмоса, как и электрофореза широко используется для определения -потенциала.

Электроосмос применяют при обезвоживании древесины и пористых материалов: продуктов питания, сырья для пищевой промышленности (сахарных сиропов, желатина) и т.д. Влажную массу помещают между электродами и вода в зависимости от заряда противоионов ДЭС движется к одному из них и собирается в специальной емкости.