ЭЛЕКТРООСМОС
Электроосмос — это одно из электрокинетических явлений (см.): если подать напряжение к концам капиллярной трубки, заполненной электролитом, или на перегородку из тонко измельченного материала (которую можно рассматривать как пучок капилляров), то наблюдается движение жидкости. Данное явление обратно электрофорезу (см.), при котором частицы движутся в неподвижной жидкости. Электроосмос можно исследовать в приборе, схематически изображенном на рис. Э. 6. В средней части трубки, заполненной жидкостью, имеется перегородка из тонко измельченного материала; на каломельные электроды подается напряжение, равное, скажем, 200 В. Скорость движения жидкости определяется по перемещению пузырька воздуха в капилляре.
Электроосмос обусловлен наличием двойного электрического
слоя (см.) на границе раздела, и если границу раздела принимать плоской (кривизна пренебрежимо мала по сравнению с толщиной диффузного двойного слоя), то ее можно рассматривать как плоский конденсатор.
Рис. Э. 6. Электроосмотическая ячейка. А, А — каломельные электроды; Б — пористая перегородка из тонко измельченного материала; — провода, идущие к сетчатым платиновым электродам; Г — пузырек воздуха и шкала.
В стационарных условиях внешняя электрическая сила должна уравновешивать силу трения. Вязкость жидкости равна силе, действующей на единицу площади при градиенте скорости, равном единице. У самой стенки скорость жидкости равна нулю и градиент скорости можно записать в виде где — толщина диффузного двойного слоя, скорость. Если суммарная плотность заряда двойного слоя равна а то напряжению X соответствует электрическая сила Приравнивая ее силе трения , получаем
т. е. скорость, соответствующую единичному градиенту потенциала. Пользуясь формулой для напряжения на плоском конденсаторе, можно написать
где С — электрокинетический потенциал на границе раздела
Комбинируя данное выражение с соотношением (1), получаем
Если толщина перегородки равна ее полное эффективное поперечное сечение равно Е, а напряжение на ней равно то объем жидкости, переносимой за единицу времени, равен
Величину А невозможно точно измерить, но если измерить ток проходящий во время опыта, и при помощи двух сетчатых платиновых электродов (которые также удерживают перегородку в нужном положении) определить проводимость жидкости к, то можно написать
Исключив на основании этого соотношения величины А и I из равенства (2), получим
откуда можно найти С.