Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Описание. Электроосмос — перемещение жидкости вдоль стенок капилляра под действием приложенной ЭДС




Электроосмос — перемещение жидкости вдоль стенок капилляра под действием приложенной ЭДС.

Движение жидкости происходит вследствие того, что вблизи поверхности в наружной части диффузного слоя имеется избыток ионов одного знака. Приложение электрического поля к капилляру, наполненному жидкостью, заставляет избыточные ионы сдвигаться к противоположно заряженному полюсу. Ионы внутренней обкладки двойного слоя, находящиеся непосредственно на стенке, не перемещаются, так как для преодоления электростатических сил, действующих в молекулярном конденсаторе, нужно приложить огромные напряжения. По мере удаления от поверхности твердого тела связь с ней ионов становится все слабее. В средней части капилляра вдали от стенки ионы обоих знаков находятся в одинаковых количествах в объеме. И поэтому при наложении электрического поля движение их происходит равномерно в обе стороны со скоростями, соответствующими их подвижностям и градиенту приложенного напряжения электрического поля. Таким образом, около стенки создается определенный поток избыточных ионов одного знака, и для отдельного капилляра круглого сечения имеется цилиндрическая оболочка ионов, движущихся к противоположно заряженному полюсу. Эта цилиндрическая оболочка ионов одного знака, имеющая направленное движение, в силу трения и молекулярного сцепления увлекает за собой остальную массу жидкости. Потенциал диффузной части двойного слоя, обеспечивающей явление электроосмоса, называется дзета-потенциалом. Чем больше дзета-потенциал (т. е. чем больше количество ионов одного знака заряда находится в диффузной части двойного слоя), тем большая сила будет приложена к жидкости в капилляре и с тем большей скоростью будет происходить перемещение жидкости в капилляре при наложении внешнего поля.

Скорость движения жидкости в капилляре

где ε — диэлектрическая проницаемость жидкости; ЕЭ — потенциал внешнего поля; ζ дзета-потенциал; S — сечение капилляра; l — расстояние между электродами; η — вязкость жидкости.

Величина и знак электрокинетического дзета-потенциала зависит от строения двойного слоя, т. е. от состава раствора. Вообще величина ζ не велика и обычно не превышает 0,1 В. По этому заметная скорость движения v возникает лишь при большой напряженности электрического поля.

Условием возникновения электроосмоса является существование на границе раздела двух фаз двойного электрического слоя, образованного вследствие адсорбции молекул или ионов. В изоэлектрической точке, отвечающей тому состоянию, когда число ионов разных знаков в пограничном слое одинаково и двойной слой исчезает, отсутствует и механизм для осуществления направленного потока жидкости.

Эффект также зависит от концентрации электролита. При возрастания концентрации электролита в растворе, диффузный слой ионов сжимается, что приводит к исчезновению механизма для передвижения жидкости и электроосмос прекращается.

С повышением температуры уменьшается вязкость жидкости и скорость перемещения жидкости увеличивается.

Эффект проявляется в электролитических жидкостях, находящихся в емкостях с пористой перегородкой. Электрическое поле действует вдоль капилляров пористого тела. Движение жидкости происходит вдоль капилляров в сторону электрода, имеющего противоположный заряд. Сила, обеспечивающая движение частиц жидкости, также направлена вдоль капилляров.
Эффект применяется в радиотехнике, измерительной технике, в различных устройствах автоматики. На нем основана работа химотронных усилителей и умножителей электрических сигналов, химотронных датчиков неэлектрических сигналов, электрокинетических преобразователей, химотронных насосов и других электрохимических приборов.

 







Дата добавления: 2015-04-19; просмотров: 535. Нарушение авторских прав


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2020 год . (0.002 сек.) русская версия | украинская версия