Электрокинетические явления в дисперсных системах» Выполнила: студентка 3-в группы Христич Ирина Научный руководитель: Филипенко Т.А. Белая Н.И. Донецк-2007 Содержание Введение I. Двойной электрический слой 1.Механизмы образования двойного электрического слоя 2. Строение двойного электрического слоя 1. Теория Гельмгольца 2.Теория Гуи 3.Теория Штерна II. Электрокинетический потенциал III. Электроосмос и электрофорез 1.Электроосмос 2.Электрофорез IV. Потенциал течения и седиментации V. Практическое использование электрокинетических явлений Заключение Литература Введение Электрокинетические явления были открыты профессором Московского университета Ф.Ф.Рейсом в 1808г. при исследовании электролиза воды. Явление перемещения жидкости в пористых телах под действием электрического поля получило название электроосмоса, а явление перемещения частиц –электрофореза.
В 1859г. Квинке обнаружил явление, обратное электроосмосу, т.е. при течении жидкости через пористое тело под действием перепада давлений возникает разность потенциалов. Возникновение разности потенциалов Квинке наблюдал при течении воды и водных растворов через разнообразные пористые материалы (глина, дерево, графит и др.). Это явление получило название потенциала течения (или потенциала протекания). Количественное исследование эффекта, обратного электрофорезу, впервые было выполнено Дорном в 1878г. Он измерял возникающую разность потенциалов при седиментации частиц суспензии кварца в центробежном поле. Явление возникновения разности потенциалов при осаждении дисперсной фазы получило название потенциала седиментации (или потенциала оседания). Таким образом, по причинно-следственным признакам электрокинетические явления в дисперсных системах делят на две группы.
К первой группе относят явления, при которых относительное движение фаз обусловлено электрической разностью потенциалов; это электроосмос и электрофорез.
Ко второй группе электрокинетических явлений принадлежат потенциал течения и потенциал седиментации, при которых относительное движение фаз вызывает возникновение электрической разности потенциалов.
Наибольшее практическое применение получили электрофорез и электроосмос. I. Двойной электрический слой Причина электрокинетических явлений в том, что на поверхности есть двойной электрический слой, имеющий диффузное строение и это приводит к тому, что фаза и среда заряжены противоположно.
Т.к. частицы стремятся уменьшить поверхностную энергию, то все они стремятся адсорбироваться на поверхности. 1.Механизмы образования двойного электрического слоя Существуют следующие механизмы образования двойного электрического слоя: 1) Ионизация поверхности. Металл теряет электроны и заряжается положительно. 2) Избирательная адсорбция ионов.
Поверхность адсорбирует ион более близкий по природе. 3) Образование двойного электрического слоя за счёт адсорбции на поверхности полярных молекул. Правило Кёна: положительно заряжается та фаза, которая имеет большую диэлектрическую проницаемость. 2.
Строение двойного электрического слоя. Двойной электрический слой состоит из ионов одного знака, относительно... Заряд на поверхности твёрдой фазы в первом приближении рассматривается... Дисперсионная среда представляется всегда как непрерывная фаза, влияни... 1.
Разрабатывая данную теорию, Штерн исходил из двух предпосылок. Во-перв... Например, разрыв двойного слоя может произойти вследствие седиментации... Дзета-потенциал, отражая свойства двойного электрического слоя, характ... В этом отношении можно выделить два крайних положения: активные и инер... оно было выведено из баланса движущих сил процесса.
Заключение Причиной возникновения электрокинетического потенциала является наличие на частицах дисперсной системы двойных электрических слоёв, имеющих диффузное строение. Существует много теорий строения двойного электрического слоя, но наиболее вероятной является теория Штерна, которая учитывает влияние радиуса иона на толщину слоя, а также специфическое взаимодействие ионов с поверхностью твёрдой фазы. К электрокинетическим явлениям относятся: электроосмос, электрофорез, потенциал течения и потенциал седиментации.
В основе их определения лежит уравнение Гельмгольца-Смолуховского, с помощью которого можно определить электрокинетический потенциал рассматриваемого процесса. Электрокинетические явления нашли широкое применения в науке и технике, в биологии и медицине. Литература 1) Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии. М.: «Химия», 1976г.; 2) Ребиндер П.А. Общий курс коллоидной химии.
М.: «Высшая школа», 1960г.; 3) Кройт Г.Р. Наука о коллоидах. М.: «Высшая школа», 1974г.; 4) Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. Л.: «Химия», 1980г.; 5) Шелудко А.А. Коллоидная химия. М.: «Высшая школа», 1978г.; 6) Берестенева З.Я. Электрические свойства коллоидных систем. Л.: «Химия», 1970г.; 7) Григоров О.Н. Электрокинетические явления. М.: «Наука», 1973г.