ЭлектропроводностьХарактеристика, определяющая способность материала проводить электрический ток
Электропроводность суспензий
Общепринятое определение электропроводности суспензий связано с процедурой измерений. Если пространство между плоскопараллельными электродами заполнено суспензией, между разностью потенциалов 8V, задаваемой на электродах, и измеряемым электрическим током , как и в случае электролита, наблюдается линейная зависимость. Коэффициент пропорциональности между и V является макроскопической характеристикой электропроводящих свойств дисперсной системы, подобно тому как аналогичным образом характеризуется электропроводность электролита.

В рассматриваемом случае, когда дисперсная фаза не обладает проводимостью, проводимость суспензии пропорциональна средней проводимости электролита, заполняющего поры. Линии тока между электродами огибают поверхность непроводящих частиц и за счет этого удлиняются, что эквивалентно снижению удельной электропроводности системы, и поэтому F всегда больше единицы.

Геометрия порового пространства, конечно, влияет и на прохождение поверхностного тока. Введение фактора F во второе слагаемое соответствует допущению о тождественности факторов структурного сопротивления для обоих составляющих проводимости в формуле. Уравнение само по себе не вызывает возражений, так как отличие К от К обусловлено наличием двойного слоя и его естественно называть поверхностной проводимостью. Однако как основа для разработки метода расчета уравнение некорректно. Формула представляется недостаточно теоретически обоснованной по двум причинам.

Первая заключается в том, что нет убедительных оснований считать F для поверхностного тока равным таковому для случая заполнения пор пространственно однородным электролитом. Для пояснения второго фактора рассмотрим две системы геометрически тождественные и находящиеся в равновесии с электролитом проводимостью К- Однако в системе двойной слой отсутствует, а в системе II имеется еще и поверхностная проводимость.

Вывод формулы на основе означает, что наличие двойного слоя в системе II эквивалентно параллельному подключению канала проводимости, т. е. что двойной слой проявляется только как дополнительное число носителей заряда. До сих пор обращалось внимание на то, что наличие двойного слоя в системе II означает не только увеличение числа носителей заряда, но и изменения напряженности поля, также влияющего на ток. Действительно, ДС каждой частицы поляризуется, так что частица превращается в диполь. Суммарное поле поляризованных двойных слоев частиц влияет на прохождение тока.

Применительно к общему случаю системы с любой геометрией порового пространства учесть влияние поляризации двойного слоя не представляется возможным. Однако эту задачу можно решить для модельных систем, например для суспензии сферических или даже эллипсоидальных частиц. Предлагаемый нами метод решения позволяет получить формулы и для F, вследствие чего возможно объяснить сущность метода на примере расчета F, представляющего самостоятельный интерес.

Дополнения к теории электроосмоса Смолуховского: Линии напряженности электрического ноля начинаются к оканчиваются у электродов, линии тока жидкости у менисков. Обычно при изложении теории Смолуховского ограничиваются рассмотрением уравнений и граничных условий только в пределах осмотического капилляра или диафрагмы.

Рассмотрим электроосмотическую ячейку в целом, т. е. все пространство в экспериментальной установке, заполненное жидкостью, включая поверхность электродов и менисков. Проверим, пригодны ли указанные уравнения и граничные условия для описания процессов, протекающих в этой области, и можно ли воспользоваться решением при подобном обобщении и уточнении постановки задачи. Очевидно, нет оснований отказываться от указанной системы уравнений и граничных условий.

В резервуаре, содержащем "электрод-источник", давление повышается (Р,) по сравнению с атмосферным давлением у .менисков, в другом резервуаре соответственно понижается (Р2). Уравнение совместного граничными условиями полностью определяет пространственное распределение электрического потенциала. Если воспользоваться решением в форме за пределами диафрагмы, при рассмотрении граничного условия, обнаруживается абсурд: нормальная составляющая скорости жидкости на поверхности электрода будет отличаться от нуля.

Так как согласно строгому определению электроосмотический перенос характеризуют объемной скоростью в отсутствие перепада давления, именно Veo, а не экспериментально определяемое Q характеризует электроосмос. Таким образом, учет в теории электроосмоса условий наблюдения этого эффекта не сужает границ применимости теории Смолуховского, но при этом вносит уточнения в метод интерпретации экспериментальных данных.

Еще одно осложнение связано с возникновением потенциала в отсутствие диафрагмы за счет течения жидкости близ электродов. Жакулин и Бурлас сообщили, что при освещении потенциал течения, измеренный Ag AgCl-электродами, изменяется. Однако, согласно другим источникам, это изменение не велико, если предохранять электроды от яркого освещения. Использование свежеприготовленных обратимых электродов позволяет исключить эти трудности, в частности эффект поляризации. К такому же выводу приходят и авторы работы.

Добиаш и Уец применительно к процессу флотации разработали установку для измерения малых потенциалов течения вблизи изоэлектрической точки, выполненную целиком из стекла и снабженную прецизионной измерительной электрической аппаратурой. Парейра разработал автоматизированную установку для измерения потенциала течения. Прибор позволяет построить кривую зависимости потенциала течения от перепада давления в течение нескольких секунд, в то время как обычно на это затрачивается 50 мин.

Ток течения может быть измерен, если электрометр высокого сопротивления заменить микроамперметром с достаточно низким сопротивлением, соизмеримым с сопротивлением диафрагмы. Новейшие экспериментальные установки для измерения тока течения описаны в работах. Разработан и применен детектор тока течения, в котором жидкость приводится в движение поршнем, совершающим возвратно-поступательные движения с частотой 4 гц, в результате чего генерируется переменный ток течения.

Недавно авторами работы существенно усовершенствован метод измерения тока течения 11181 с использованием шунта и предложен новый способ графической экстраполяции для расчета тока течения. В работе изучен ряд эффектов диффузионно-электрической природы (фильтрационный эффект, концентрационная э. д. с, мембранный потенциал), влияющих на измеряемые величины потенциала и тока течения. Вопросы методики электрокинетических измерений в капиллярно-пористых системах широко обсуждены в сборнике.


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