65. Потенциал осаждения

Небольшие частицы падают в растворе электролита, находящемся в поле сил тяжести, создавая стоксовский профиль скоростей. Этот профиль не является следствием точного решения уравнения Навье—Стокса: он имеет место лишь для малых чисел Рейнольдса . Для частиц с положительным дзета-потенциалом заряд в диффузном слое отрицателен. Благодаря напряжению трения вблизи частицы поверхностная плотность тока направлена от тыльной стороны частицы к передней. Поэтому в объеме раствора ток должен протекать спереди назад. Это означает, что потенциал за частицей с положительным дзета-потенциалом будет отрицательным по сравнению с потенциалом перед частицей. Ясно, что множество частиц, падающих в растворе, создадут электрическое поле, равное

где — число частиц в единице объема системы. Поле направлено противоположно скорости о» частиц. Для членов в знаменателе этого выражения справедливы те же замечания, что и в случае уравнения (64-12).

Из баланса действующих на частицу сил можно найти скорость ее падения

которая незначительно отличается от скорости падения незаряженной частицы

определяемой законом Стокса, так как член пропорционален . В уравнениях (65-2) и (65-3) — плотность частицы, — плотность электролита, ускорение силы тяжести.

Потенциал осаждения аналогичен потенциалу течения, обсуждавшемуся в разд. 63. В обоих случаях относительное движение твердого тела и раствора электролита приводит к электрическим эффектам. Однако потенциал осаждения изучен не очень хорошо, поскольку экспериментально трудно получить значительную величину потенциала.

Добавляя к системе соединенные накоротко обратимые электроды, электрическое поле можно поддерживать равным нулю. При этом должен наблюдаться ток осаждения, аналогичный току течения, обсуждавшемуся в разд. 63.