ертю захоплювати за собою дисперсійне середовище (водний розчин). Чим більше потенціал дифузного шару, тим більше переносників зарядів, тим вище швидкість переміщення рідини в пористому тілі. Швидкість течії рідини і її напрямок при постійної напруженості електричного поля визначаються властивостями мембрани і розчину. Таким чином якісне вивчення електроосмосу дозволяє однозначно визначити знак-потенціалу, а кількісні виміри -Встановити залежність між швидкістю переносу рідини і-потенціалом. Змінюючи склад і властивості дисперсного середовища, можна простежити за зміною структури подвійного електричного шару щодо зміни значення електрокінетичного потенціалу.
Рис.6 ілюструє зміна потенціалу і швидкості руху u в капілярах пористого тіла зі зміною відстані від міжфазної поверхні. Спрямоване переміщення рідини, викликане зовнішнім електричним полем напруженістю Е, врівноважується дією виникаючої сили тертя. p> У стаціонарному стані загальна сила, що діє на будь-яку як завгодно малий шар рідини, дорівнює нулю, і він рухається з постійною швидкістю паралельно кордоні ковзання.
Електрична сила, що діє на шар рідини dx (в розрахунку на одиницю площі поверхні), дорівнює:
(III.1)
де dp заряд шару рідини dx;
p-об'ємна щільність заряду, виражена у відповідності з рівнянням Пуассона;
Сила тертя і її диференціал, який припадає на одиницю площі (відповідно до закону Ньютона), складають:
і (III.2)
При сталому русі (в стаціонарному стані) dFел. = dFтр., тобто прирівнюємо (III.1) і (III.2), отримаємо:
= (III.3)
Рішення даного рівняння зводиться до визначення граничних умов інтегрування, які легко визначити з малюнка 7. При х = l, тобто на кордоні ковзання, має = і u = 0; при х =, тобто в об'ємі розчину, = 0 і u = 0, а і
Остаточно отримаємо наступний вираз для постійної лінійної швидкості рідини щодо мембрани:
(III.4)
Це класичне вираз для швидкості руху рідини при Електроосмос можна отримати і на основі уявлень подвійного електричного шару як плоского конденсатора, що й було зроблено ще Гельмгольцом. Більш суворий висновок співвідношення (III.4) був даний Смолуховським, тому рівняння (III.4) носить назву рівняння Гельмгольца-Смолуховського. p> Швидкість руху дисперсної середовища, віднесена до одиниці напруженості електричного поля, називається електроосмотіческій рухливістю:
(III.5)
Рівняння Гельмгольца-Смолуховського частіше записують відносно-потенціалу:
= (III.6)
У рівняння (III.5) і (III.6) входить електроосмотіческій лінійна швидкість, яку при обробці експериментальних даних зручніше замінити на об'ємну швидкість течії рідини. Використовуючи закон Ома, одержимо:
(III.7)
де U-зовнішня різниця потенціалів;
I-сила струму;
-питома електропровідність.
Остаточне вираз буде мати вигляд:
= (III.8)
Аналіз даного сп...
