Потенциальная энергия взаимодействия двух бесконечно больших плоских пластин (в расчете на единицу площади):
.
Первый член отвечает энергии электростатического отталкивания, второй член – энергии притяжения из-за дисперсионных (межмолекулярных) взаимодействий.
A* – константа Гамакера, h – расстояние между поверхностями пластин, er – относительная диэлектрическая проницаемость среды между пластинами, e0 – электрическая постоянная (диэлектрическая проницаемость вакуума), p – число пи, jd – потенциал на границе диффузной части и плотной части двойного электрического слоя, величина и (параметр Дебая) равна обратной величине толщины диффузного слоя d:
, – ионная сила раствора,
F – постоянная Фарадея.
Рассчитаем ионную сила раствора 1,5 ммоль/л раствора KBr:
Рассчитаем величину толщины диффузного слоя d:
Параметр Дебая:
Потенциальная энергия взаимодействия двух бесконечно больших плоских пластин (в расчете на единицу площади):
.
Результаты расчета энергии (Дж/м2)
Строим график зависимости в программе MathCad.
4. Частицы аэросила SiO2 в водной среде при рН = 6,2 имеют дзета-потенциал – 30,7 мВ. На какое расстояние и к какому электроду сместятся частицы за 30 минут, если напряжение при электрофорезе 110 В, расстояние между электродами 25 см, относительная диэлектрическая проницаемость дисперсионной среды 80,16, вязкость среды 1.002 мПа с?