2.7. Электрокинетические явления

Электрокинетическими называют явления, которые возникают при воздействии электрического поля на дисперсные системы и в результате перемещения частиц дисперсной фазы или дисперсионной среды.

По действием внешнего электрического поля наблюдаются два явления:

1. Перемещение частиц дисперсной фазы относительно неподвижной дисперсионной среды – электрофорез. При наложении внешнего электрического поля частицы дисперсной фазы начинают двигаться к электроду, знак которого противоположен знаку заряда коллоидной частицы. Движение частиц при электрофорезе обусловлено притяжением разноименных зарядов.

2. Электроосмос - перемещение частиц дисперсионной среды под действием внешнего электрического поля относительно неподвижной дисперсной фазы. Движение дисперсионной среды обусловлено притяжением разноименных зарядов. Часто происходит в капиллярах и в каналах пористых тел.

8. Коагуляция и седиментация коллоидных систем электролитами

Процесс потери агрегативной устойчивости коллоидного раствора, сопровождающийся укрупнением частиц, называют коагуляцией. Коагуляция коллоидного раствора приводит к потере кинетической устойчивости, которая выражается в образовании осадка. Этот процесс называют седиментацией.

Коагуляцию могут вызывать различные внешние воздействия: добавление небольших количеств электролита, концентрирование коллоидного раствора, изменение температуры, действие ультразвука, встряхивание, перемешивание и т.д. Сущность коагуляции состоит в нейтрализации заряда гранулы.

Для каждого электролита необходима своя минимальная концентрация, называемая порогом коагуляции или пороговой концентрацией (С_ПК). Величина, обратная порогу коагуляции, называется коагулирующей способностью

.

Существуют следующие правила коагуляции электролитами:

1. Коагуляцию вызывают ионы, которые имеют знак заряда, противоположный знаку заряда гранул. Коагуляцию положительно заряженных ионов вызывают анионы, отрицательно заряженных – катионы.

2. Коагулирующее действие ионов тем сильнее, чем выше заряд иона коагулянта (правило Шульце-Гарди)

Р_Al³⁺ > P_Ca²⁺ > P_K⁺;

P_PO> P_SO> P_Cl^-.

3. Для ионов одного заряда коагулирующая способность зависит от радиуса сольватированного иона: чем больше радиус, тем больше коагулирующая способность

P_Cs⁺ > P_Rb⁺ > P_K⁺ > P_Na⁺ > P_Li⁺;

P_CNS^- > P_I^- > P_Br^- > P_Cl^-.

8. Применение дисперсных систем в технике

В технологии машиностроения широко используются эмульсии и суспензии. Так, при механической обработке металлов употребляются смазывающие и охлаждающие жидкости (СОЖ), то есть жидкости, охлаждающие зону резания и уменьшающие трение стружки, сходящей по резцу. Такими жидкостями являются эмульсии из масла (фрезол) в воде, стабилизованные ионами ОН^-. Эмульсии щелочного характера не вызывают коррозии станков и инструментов. Суспензии абразивных материалов в жидкостях или в виде паст используются для доводки поверхностей изделий. Гели кремниевой кислоты широко применяются в сварочной и литейной технологии для производства электродных покрытий, керамических флюсов и литейных форм различного типа и назначения. Латексы, представляющие собой коллоидные растворы полимеров в воде, используются для нанесения защитных от коррозии полимерных покрытий электрофоретическим методом.