ЭлектропроводностьХарактеристика, определяющая способность материала проводить электрический ток
Проблема изучения двойного слоя
Если к моменту написания первой монографии по электрокинетическим явлениям последние являлись основным средством информации о ДС, то в дальнейшем ситуация резко изменилась в пользу электрохимических методов изучения ДС.

Благодаря работам Фрумкина и Грэхема наиболее удобной для изучения строения ДС, проверки его теории и влияния состава электролита на его строение была признана идеально поляризуемая поверхность вода ртуть. Изучение строения ДС на этой поверхности раздела осуществлено многими авторами электрокапиллярной техникой и методом непосредственного определения емкости ДС.

Как строгая дефинированность этой поверхности раздела, так и прецизионность упомянутых выше методов исследования обеспечили всеобщее признание исследований строения ДС на этой поверхности раздела, так что Даже изложение понятий и теорий ДС в монографической и учебной литературе по коллоидной науке проводится применительно к этой системе. Идеи и методы изучения ДС на поверхности ртуть вода были затем перенесены на системы, представляющие непосредственный интерес для коллоидной науки: границы раздела вода воздух, вода углеводород.

Если сопоставить несомненные достижения в изучении ДС в электрохимии с трудностями интерпретации электрокинетического потенциала, становится совершенно ясно, что фундаментальные исследования строения ДС следует вести электрохимическими методами применительно к границе раздела ртуть вода. Отсюда, однако, не следует, что электрокинетические явления утратили свое былое значение в коллоидной науке. Необходимо принимать во внимание, что хотя эти две науки имеют общие интересы в изучении ДС, подход к его изучению в электрохимии и коллоидной науке существенно различается.

Это различие порождается, во-первых, различием объектов исследования (для электрохимии электрод в электролите, для коллоидной химии дисперсная частица) и целей исследования (для электрохимии кинетика электродных реакций, для коллоидной химии главным образом проблема устойчивости). Трудность применения электрохимических методов для изучения некоторых классов дисперсных систем является отнюдь не главным фактором, обусловливающим полезность электрокинетических измерений.

Термодинамические методы изучения ДС многообразны, и если для широкого круга дисперсных систем невозможно реализовать электроды с тождественными электрохимическими свойствами, то существует еще много других возможностей измерения суммарного заряда компенсирующих ионов: титрование, метод радиоактивных индикаторов, определение емкости ионного обмена и т. д. В последние годы происходит переоценка значения электрокинетических измерений в связи с проблемой устойчивости.

В настоящее время ситуация изменилась по двум причинам. Во-первых, можно осуществить электрокинетические измерения в поляризационном режиме таким образом, что будет получена информация и о -потенциале. Во-вторых, так как одной из актуальных проблем коллоидной науки является разработка методов изучения граничного слоя, особый интерес приобретает совместное определение и -потенциалов.

Совместное определение pd- и -потенциалов, разность которых равна падению потенциала между поверхностью и плоскостью скольжения, позволяет рассчитать толщину неподвижного слоя. Здесь мы предлагаем следующую терминологию: граничным называем слой, в котором наблюдается аномалия свободной энергии жидкости, неподвижным слой, в котором наблюдается аномалия реологических свойств жидкости.

В работе высказаны соображения, свидетельствующие о несовпадении толщин этих слоев. Учитывая интересы развития теории устойчивости, не следует противопоставлять термодинамические и электрокинетические методы изучения ДС, а развивать метод комплексного изучения ДС, граничного слоя или же микрошероховатости на основе совместного использования упомянутых выше методов.

Поляризационный режим электрокинетических явлений и проблема строения граничного
И двойного электрического слоев: В результате наложения электрического поля на дисперсную систему возникает три потока, измерение которых позволяет в принципе получить информацию о ДС: поток вещества (объемная скорость электролита) и два потока ионов (ток).

Классический режим электрокинетических явлений характерен тем, что влияние ДС на поток заряда настолько мало, что непосредственно измерить его трудно. Поляризационный режим в принципе позволяет наряду с потоком вещества измерить и поток заряда и тем самым предоставляет возможность получения более полной информации о ДС.

Чтобы выяснить, какую дополнительную информацию можно получить в поляризационном режиме, необходимо вновь возвратиться к моделям коллоидной мицеллы. Дополним эти модельные представления рассмотрением вопроса о потоке заряда. Поскольку вязко электрический эффект не проявляется, по крайней мере, при умеренных концентрациях и зарядах частицы, мы ограничимся рассмотрением первой модели. Применительно к поляризационному режиму эту модель необходимо обобщить, рассмотрев процесс электро миграционного переноса заряда по сечению ДС.

В той области диффузной части ДС, где свойства воды нормальны, значения подвижностей ионов должны быть такими же, как и в объеме электролита. Остается обсудить возможность электрической миграции ионов между поверхностью и плоскостью скольжения. Фрейндлих, предложивший модель 1, рассматривал не только жидкость, по и находящиеся в ней ионы в слое между поверхностью и плоскостью скольжения как совершенно неподвижные.

Это представление использовано в теории поверхностной проводимости Бикермана и в теории поляризации ДС Овербека. Отвлекаясь от возможности плавной зависимости подвижности ионов от расстояния до стенки, приближенно в рамках модели 1 можно принять, что в пристенном слое ионы обладают постоянными подвижностями и соответственно коэффициентами диффузии, отличающимися от объемных значений.

Но поскольку вклад в поверхностную проводимость вносит весь диффузный слой, результаты исследований в поляризационном режиме несут информацию не только о £, но и о потенциале. На диафрагмах из микрокристаллов BaS04 Фридрихсберг 1721 измерил три величины, характеризующие электрические свойства их поверхности: поверхностную проводимость, потенциал протекания и адсорбцию ионов.

Сопоставляя полученные результаты, автор пришел к выводу, что тангенциальный электро миграционный поток ионов пронизывает не только подвижную часть ДС, но и неподвижный пристенный слой, и что величины подвижностей ионов в нем могут быть близки к объемным значениям подвижностей. Этот вывод, сформулированный на основе экспериментов с поверхностью раздела жидкость , сохраняет свое значение и для случая твердое тело жидкость ввиду универсальности законов электрофизики.

Следовательно, если будет обнаружено различие £ и -потенциалов для достаточно гладкой твердой поверхности, по крайней мере, при средних величинах - потенциала и ионной силы, то это будет свидетельствовать о наличии граничного слоя определенной толщины. В последние десятилетия разработаны методы получения монодисперсных суспензий сферических твердых частиц, что позволило, в частности, получить полуколичественное подтверждение теории поляризации ДС и ее влияния на электрофорез.


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