ЭлектропроводностьХарактеристика, определяющая способность материала проводить электрический ток
Оценка возможности расчета потенциала
При ознакомлении с литературой обнаруживаются четыре различных подхода к данному вопросу, которые и будут рассмотрены ниже. Не только до работ Фейвразера, Мастина, Бриггса, Булла, Гартнера и Мартина, поставивших данный вопрос, но и в более позднее время встречаются работы, в которых игнорируется необходимость учета поверхностной проводимости при определении £.

Все же полученная в подобных работах информация может быть достоверна, если поверхностная проводимость незначительна по крайней мере вблизи изоэлектрической точки. Следует, однако, иметь в виду, что поверхностная проводимость может быть связана не только с диффузной частью ДС, так что критерий малости t, становится неопределенным.

В работах параллельно с £ измерялась поверхностная проводимость и выполнялось условие что свидетельствует о возможности применения формулы Смолуховского. Вийга провел электрокинетическое исследование капилляров из стекла пирекс и диафрагм из порошка стекла "иена". На основании этого они заключили, что при осложняющем влиянии поверхностной проводимости невозможно достаточно точно рассчитать £ по данным электрокинетических измерений на пористых диафрагмах. Этот же вывод обоснован в работе.

Такая точка зрения разделяется многими исследователями и в настоящее время. Некоторые авторы используют формулу для расчета £, не обосновывая возможности ее применения. Значительно ближе к реальности конический переход между различными сечениями. В результате оказалось, что для такой модели отношение Јsm близко к единице. Сопоставляя результаты рассмотрения модельных систем Овербека Вийги и Фридрихсберга, можно заключить, что в зависимости от геометрии порового пространства формула может быть как близка к истине, так и далека от нее.

Об этом же свидетельствуют экспериментальные данные, поскольку результаты Фридрихсберга согласуются с формулой, а для данных Вийга такого соответствия не обнаружено. Метод расчета истинного значения £, по данным электрокинетических измерений на порошковых диафрагмах, предлагаемый Гхошем, разработан в результате обобщения экспериментальных данных о зависимости ЈSm от среднего радиуса гранул а.

Гхош показал, что формулу можно получить при определенных допущениях из формулы Овербека и Вийга для их модели, а формулу путем сравнения моделей идеального и "фиктивного" грунта. Хотя соответствие реальной системы этим моделям обосновать трудно и поэтому формулу нельзя считать строго обоснованной, все же существенно, что формула применима не только в простейшем случае прямого единичного капилляра, но и в системах более сложных и более близких к реальным диафрагмам.

Аналогичное исследование на четырех фракциях кварца, стеклах иена и пирекс проведено Гхошем и сотрудниками. Однако возможно при этом, что £ постоянно только для достаточно крупной фракции, а для мелких фракций не исключена зависимость Z, от а. Если считать, что зависимость Јsm (а), выраженная формулой, уже установлена па достаточно широком классе различных порошков, то такая универсальная зависимость указывает на независимость g от а.

По крайней мере, измерив ЈSm (а) для достаточно большего числа различных порошков, можно подобным образом решить вопрос о зависимости £ от а. Важным аргументом в пользу расчета £ методом экстраполяции является совпадение подобным образом рассчитанных в работах £ для диафрагм и значений £, измеренных в работе на прямых капиллярах из того же материала и при той же концентрации электролита.

Однако этот факт не исключает возможной зависимости £ от а, так как не вызывает сомнения только совпадение потенциалов капилляра и достаточно крупной фракции порошка. К сожалению, метод определения £ по потенциалу течения и электроосмоса на одном и том же объекте, корректный в случае капилляров, в случае диафрагмы нельзя использовать. Правило Саксепа, как это подтверждено опытами Вийга, должно выполняться и для диафрагм, но расчет £ по потенциалу течения и данным электроосмоса в равной степени затруднен.

Так как применение микро электрофореза в его обычной форме в данном случае будет затруднено седиментацией, можно воспользоваться методом горизонтального электрофоретического смещения. Хотя при данном размере частиц электрофорез в меньшей степени осложнен поверхностной проводимостью, чем электроосмос, все же это осложнение полностью не устраняется. Поэтому указанным комплексным измерениям следует подвергать сферические частицы, для которых возможен теоретический учет влияния поверхностной проводимости и поляризации.

Рой измерил электроосмос и поверхностную проводимость на четырех фракциях кварцевого порошка и седиментационный потенциал только на двух крупных фракциях того же порошка. Оказались очень близкими £, рассчитанное по формуле Смолуховского для эффекта Дорна, и £, рассчитанное по электро осмосу методом Гхоша. Подобного рода комплексные измерения целесообразно расширить с охватом частиц меньшего размера и одновременно сферической формы.

Считая расчеты Гхоша недостаточно обоснованными, Фридрих-сберг тем не менее обработал данные своих измерений, данные Жукова и Крюкова в координатах l Јsm и (КР К)1К- Только для керамики получено а = 1, в то время как для кварца и корунда а равно 1,4 и 2,6 соответственно. Итак, расчет £ на основе электрокинетических измерений в диафрагмах, осложненных поверхностной проводимостью, имеет смысл лишь после предварительного обоснования в каждом конкретном случае справедливости формулы или более общей формулы.

Для такого обоснования известен только метод Гхоша. Таким образом, в настоящее время имеется некоторая перспектива количественного определения методом электроосмоса или потенциала течения только в случае материалов, для которых можно подготовить несколько диафрагм с геометрически подобным внутренним строением, но отличающихся средним размером пор. Вероятно, это окажется возможным не только в случае порошков, получаемых диспергированием.

При изготовлении жестких мембран можно регулировать средний радиус их пор. Представляет интерес проверить возможность измерения £ методом Гхоша на диафрагмах из искусственно выращиваемых кристаллов различного размера. Вызывает сомнение пригодность метода Гхоша для глин, применительно к которым электроосмос и потенциал течения в настоящее время не могут быть источниками количественной информации о потенциале вдали от изоэлектрической точки.

Таким образом, необходимы как исследования возможности применения формулы в широком классе систем, так и более прецизионная проверка этой формулы на модельных системах методами, обсуждавшимися выше. Указания на то, что зависимость £ от а может быть не столь простой, как формула, имеются в работе Шривера и Блейла.

Потенциал течения, измеренный на четырех фракциях сферических гранул песка (100-300 мк) при четырех концентрациях электролита, обнаружил более сильную зависимость от а, чем формула. Существенно, что при использовании сферических частиц можно получить более узкие фракции, поэтому в работе имелась возможность более строгого выявления зависимости £ (а), чем в работах Гхоша, использовавшего широкие фракции частиц неправильной формы.


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