Cтраница 1
Седиментационный потенциал был впервые описан Дорном в 1880 г. Он возникает в направлении оседания частиц при их седиментации. [1]
Это выражение во всяком случае позволяет приблизительно оценить величину снижения седиментационного потенциала, вызванного неполной поляризуемостью капель. [2]
При движении раствора электролита вдоль стенки возникает эффект, называемый потенциалом течений, который по существу ничем не отличается от седиментационного потенциала. [3]
Эффект Дорна состоит в движении твердой фазы по отношению к жидкости под влиянием механической силы, обычно силы тяжести; этот метод иногда называется методом седиментационного потенциала. [4]
С е д и м е н т а ц и о н н ы и потенциал экспериментально наиболее подробно изучен для случая падения ртутных капель в вязкой среде. Полученные результаты находятся в хорошем согласии с теоретически вычисленным значением седиментационного потенциала. [5]
Падение капель ртути в жидкости, содержащей ионы ртути, помимо разделения электрических зарядов, должно вызвать изменение концентрации ионов ртути; при положительном заряде капель последняя будет увеличиваться в верхней части сто: ба и уменьшаться в нижней. Это должно привести к возникновению шкоторой, обратной по знаку седиментационному потенциалу, рази сти потенциалов между ртутными электродами 1 -го рода, находящимися в соприкосновении с раствором. В отличие от седиментационного потенциала эта разность потенциалов не исчезает с прекращением падения капель через раствор, а сохраняется до выравнивания разности концентраций в столбе жидкости диффузией. [6]
По аналогии с терминологией, принятой в теории тепло - и мас-сообмена ( внутренние и внешние задачи), С. С. Духин [91] подразделяет электрокинетические явления на внутренние и внешние. К внутренним относится электроосмос, потенциал течения ( а также соответствующие им электроосмотическое давление и ток протекания); к внешним относится электрофорез и седиментационный потенциал. [7]
Все приведенные здесь формулы относятся к случаю идеально поляризуемой капли. В присутствии ионов ртути возникающие благодаря конвективному току изменения скачка потенциала в двойном слое частично выравниваются разрядом на поверхности ртути, что приводит к уменьшению седиментационного потенциала. Одновременно уменьшается и эффект: торможения движения. Из-за сложной зависимости между величиной предельного тока диффузии и углом 0 точный расчет, как и для аналогичного случая, разобранного в § 100, невозможен. [8]
Для вычисления значения этой разности потенциалов предположим, что число капель в единице объема раствора достаточно мало, благодаря чему расстояние между каплями по сравнению с их собственными размерами велико. Тогда можно считать, что падение каждой капли происходит независимо и электрические поля их складываются аддитивно. В этом случае седиментационный потенциал может быть точно вычислен. [9]
Падение капель ртути в жидкости, содержащей ионы ртути, помимо разделения электрических зарядов, должно вызвать изменение концентрации ионов ртути; при положительном заряде капель последняя будет увеличиваться в верхней части сто: ба и уменьшаться в нижней. Это должно привести к возникновению шкоторой, обратной по знаку седиментационному потенциалу, рази сти потенциалов между ртутными электродами 1 -го рода, находящимися в соприкосновении с раствором. В отличие от седиментационного потенциала эта разность потенциалов не исчезает с прекращением падения капель через раствор, а сохраняется до выравнивания разности концентраций в столбе жидкости диффузией. [10]
При падении капли через раствор электролита ионы двойного слоя переносятся от нижней ее части на сторону, противоположную направлению движения капли, где происходит накопление заряда; в результате этого появляется разность потенциалов вдоль поверхности капли АФ. Если капли падают одна за другой через столб раствора, то вдоль этого столба в растворе устанавливается доступная измерению разность потенциалов. Багоцкая и Фрумкин [64], измеряя этот так называемый седиментационный потенциал, вычислили значения АФ, которые достигали десятых долей вольта. [11]
Поведение суспензий и коллоидных систем, в том числе незаряженных и заряженных суспензий, устойчивость суспензий, коагуляция и осаждение частиц на препятствиях, рассматриваются в разделе IV. В главе 8, посвященной незаряженным суспензиям, даны введение в микрогидродинамику частиц, основы теории броуновского движения, рассмотрена вязкость разбавленных суспензий, а также освещены вопросы сепарации суспензий в поле гравитационной и центробежной сил. В главе 9 о заряженных суспензиях рассмотрены вопросы определения заряда частиц, явление электрофореза, движение проводящих капель в электрическом поле, а также образование седиментационного потенциала. В главе 10 рассмотрены вопросы устойчивости коллоидных систем, различные механизмы коагуляции частиц и захват частиц препятствием при прохождении суспензии через фильтры. [12]
Вторичный электростатический эффект связан с различиями в седиментационных свойствах присутствующих в растворе ионов. Вообще при перемещении в центробежном поле таких солей, как КС1, положительные и отрицательные заряды лишь незначительно отдаляются друг от друга. Применения таких солей, анионы и катионы которых по своим седиментационным характеристикам различаются, следует избегать, так как при разобщении положительно и отрицательно заряженных ионов в центробежном поле возникает седиментационный потенциал, искажающий характер передвижения молекул. В этом и состоит вторичный электростатический эффект. [13]
Электростатические эффекты также могут влиять на значение измеряемого коэффициента седиментации, причем степень этого влияния зависит от солевого состава растворителя. Белок, как известно, нельзя полностью отделить от малых ионов даже при длительном диализе против дистиллированной воды. Малые ионы ( Н или ОН) при этом всегда остаются, компенсируя заряд белковых молекул. При центрифугировании такого отдиализованного препарата белка происходит частичное отделение белка от его противоионов, которые движутся вслед за белком, что создает некоторое электростатическое поле, известное как седиментационный потенциал. [14]
Объяснение этих явлений основано на представлениях Квинке ( 1861 г.) о существовании так называемого двойного электрического слоя на фазовой границе между жидкостью и твердой стенкой. В самом деле, если жидкость, находящаяся непосредственно у стенки капилляра, содержит избыток электрического заряда, компенсированный соответствующим избытком противоположного заряда на стенке ( рис. 35), то при наложении электрического поля, направленного по оси капилляра, возникнет сила, стремящаяся переместить заряды в жидкости, а вместе с ними и саму жидкость в капилляре относительно его стенки. Напротив, если, создав разность давлений на обеих сторонах ( концах) капилляра, мы вызовем в нем течение жидкости, то это приведет к перемещению заряда жидкости вдоль оси капилляра. И наконец, при седиментации заряженных частиц их заряд переносится в направлении оседания, в результате чего появляются конвективный ток осаждения и соответствующее электрическое поле - седиментационный потенциал. [15]