ЭлектропроводностьХарактеристика, определяющая способность материала проводить электрический ток
Экспериментальные исследования
В случае стекла, покрытого желатиной, найденные изо электрические точки точно отвечают одному и тому же значению £, как для электроосмоса, так и для потенциала течения. Допуская, что этот максимум вызван влиянием поверхностей проводимости, не учтенной в формуле, с целью учета такого влияния Рутжерс измерял потенциал протекания в зависимости от концентрации электролита на трех капиллярах различного радиуса.

При совпадающих значениях £ и ха для капилляров, записывая формулу для первого и второго капилляра, получаем систему из двух уравнений для определения двух неизвестных £ и ха по измеренным значениям потенциала течения. Результаты подобного расчета, проведенного для первого и второго, первого и третьего капилляра, совпали, что подтверждает формулу.

Новая кривая концентрационной зависимости £ (с), получаемая при подобном учете роли поверхностной проводимости, характеризовалась монотонным возрастанием £ при убывании концентрации. В отличие от случая пористой диафрагмы в случае единичного капилляра поверхностная проводимость не осложняет измерения электроосмоса, поэтому в работе была разработана специальная методика измерения электроосмоса в единичном капилляре. Расчет £ по данным электроосмоса на основе формулы также привел к монотонной зависимости £ от концентрации.

Однако эта кривая была заметно смещена относительно кривой, рассчитанной по потенциалу течения для двух капилляров. Наибольшую ценность представляет работа, проведенная на установке, которая позволяет измерять потенциал течения, электроосмоса и поверхностной проводимости на одном и том же капилляре. Кривая, рассчитанная по потенциалу протекания и независимо измеренной поверхностной проводимости, почти совпала с аналогичной кривой, рассчитанной по данным электроосмоса.

Эти исследования были выполнены на капиллярах из стекла радиусом 0,2; 0,15; 0,10 и 0,05 мм в водных растворах КС1, КОН, НО, Са (ОН)2, А1 (1т03)3 и являются, по-видимому, одним из достоверных источников информации об электрических и электрохимических свойствах границы раздела стекло вода. Аналогичные исследования, подтвердившие совпадение данных электроосмоса и потенциала течения, были выполнены Ватиллоном. Методы получения гомокапиллярных мембран геометрически правильной структуры.

Известны многочисленные попытки получения гомокапиллярных фильтров из различных материалов: керамики и стекла с определенным размером зерен, классифицированного порошка нержавеющей стали, коллодия и др. Однако во всех случаях получались гетерокапилляриые фильтры. Перфильевым и Красиковым была предложена технология получения гомокапиллярных мембран из стекла, основывающаяся на его способности сохранять первоначальную форму пор в виде прямых капилляров при размягчении нагреванием и дальнейшем растяжении.

Этим методом удалось получить капиллярные блоки из нескольких сот капилляров прямоугольной формы с сечением до 0,2 мк. Аналогичные ультрафильтры с капиллярами круглого сечения несколько позже получил Берндель, образцы которых изучил Манегольд. Холодницкий усовершенствовал эту технологию и получил блоки из 10 000 капилляров сечением до 0,02 мк. Григоров и др. разработал технологию получения фильтров из полистирола, состоящих из прямых однородных цилиндрических пор. Исследование потенциала течения и электроосмоса на гомокапиллярных мембранах.

Григоров и Лейбович обстоятельно изучили электроосмос и потенциал течения на гомокапиллярных мембранах в широком интервале значений напряженности электрического поля 20-1720 в см на гомокапиллярных мембранах из стекла с различными радиусами (d = 150, 70, 35, 3 мк) и длинами (0,4 ~ 2,4), а также па гомокапиллярных блоках из полистирола (d = 110, 55, 30 мк). Поскольку опыты проводили при относительно высокой концентрации KQ (Ю-3 моль л), что обусловило низкие значения потенциала (10-30 мв), электрокинетические явления в этих экспериментах не были осложнены поверхностной проводимостью.

Потенциал течения в таких экспериментах, согласно теории Смолуховского, не зависит от длины капилляров и линейно зависит от перепада давления. Аналогичное соответствие теории Смолуховского для электроосмоса обнаруживалось, если одновременно выполнялись условие достаточно большой напряженности электрического поля и условие достаточно большого отношения длины капилляра к радиусу; в последнем случае значения -потенциала, рассчитанные по электро осмосу и по потенциалу течения, совпадали.

При уменьшении значений l d или Е в начале обнаруживалось снижение рассчитанных по электро осмосу значений £, при дальнейшем уменьшении значений этих параметров электроосмос прекращался. Например, при d ПО мк электроосмос исчезал при lid 270 и Е &)в см и соответственно при d 30 мк, lid = 83 и Е 330 в см. Трактовка авторами этих явлений фактически означает признание невыполнимости теории электроосмоса Смолуховского при недостаточно высоких значениях l d и Е, с чем нельзя согласиться.

При объяснении отсутствия электроосмоса в коротких капиллярах и в слабых полях Григоров обращает внимание на процесс формирования профиля скоростей при электро осмосе и фильтрации. На входе в капилляр при напорной фильтрации скорости по сечению равны, за счет торможения потока стенкой этот профиль скоростей преобразуется в параболический на некотором расстоянии от входа. , Причиной электроосмоса является электроосмотическое скольжение в пределах диффузной части ДС, и может показаться, что это движение лишь постепенно за счет вязких напряжений передается по направлению к оси капилляра.

Заметим, что начальный участок имеет заметную протяженность только при Re ~ 10, так что протяженный начальный участок при обычных режимах электроосмоса не реализуется. Кроме того, Григоров допускает, что жидкость не вовлекается в электроосмос из-за необходимости преодоления сил инерции покоя жидкости. Не следует отождествлять неподвижность мениска, по перемещению которого в отсчетном капилляре судят об электро осмосе, с отсутствием электроосмоса.

Есть все основания считать, что в рассматриваемом эксперименте при неподвижном мениске имело место электроосмотическое скольжение и протекали все процессы, наблюдаемые при микро электрофорезе в замкнутых камерах. Некоторые условия корректного изменения электроосмоса. Многие практические руководства рекомендуют в целях получения удовлетворительных результатов по электро осмосу приготовлять достаточно плотные диафрагмы из порошкообразных веществ, обладающие известным сопротивлением, применять столбики порошка достаточной длины, пользоваться определенным напряжением постоянного тока (не ниже 80-100 в) и т. д.

Гликсели я Виртелак, работая с порошком кварца, констатировали отсутствие электроосмоса при диаметре зерен 0,5-1 мм, наличие, но неустойчивость электроосмоса при диаметре зерен 95-285 мк и устойчивое протекание электроосмоса на порошке с размером зерен 1,4-45,5 мк. Для грубодисперсных диафрагм или же при большом сечении капилляров реализуется именно эта возможность.

Если за счет упомянутой трудности можно отнести отсутствие электроосмотического смещения мениска при относительно большом диаметре капилляра диафрагмы в опытах Григорова, то отсутствие смещения мениска при диаметре капилляров диафрагм 3 мк обусловлено другой причиной, так как даже в слабых полях и при малой длине капилляров электроосмотическое давление в таких диафрагмах немало.


Спонсор публикации:
 
 
© 2009-2011 Копирование запрещено
При копировании информации обратная ссылка обязательна