Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 36. 5 oktober 1954 - Elektrokinetiska förfaranden, av Einar Mattsson
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
12 oktober 1954
837
Elektrokinetiska förfaranden
Civilingenjör Einar Mattsson, Stockholm
Två angränsande faser med olika elektrisk
laddning förskjutes i förhållande till varandra, om
de införes i ett elektriskt fält. Omvänt alstras
ett elektriskt fält, om faserna undergår en
relativ förskjutning. Fenomen av denna karaktär
kallas elektrokinetiska.
Teori
Fördelningen av elektriska laddningar mellan olika faser
Om två ämnen av olika natur bringas i kontakt med
varandra, sker en sådan laddningsfördelning, att den ena
fasen blir positivt laddad i förhållande till den andra.
Enligt en regel, formulerad av Coehn, erhåller därvid
ämnet med den högre dielektricitetskonstanten positiv
uppladdning. I närvaro av vatten, som har speciellt hög
dielektricitetskonstant (s = 81), är sålunda de flesta
kroppar negativt laddade. Denna regel är emellertid ej generell.
Sålunda kan nämnas, att luftblåsor (e = 1) i
vattensus-pension är negativt laddade, medan de i bensen (e = 2)
eller nitrobensen (« = 35) är positiva1.
En fysikalisk bild av laddningsfördelningen i två
angränsande faser av olika natur har givits av Helmholtz40. De
båda fasernas överskottsladdningar tänks koncentrerade
till fasgränsytan, där de bildar ett elektriskt dubbelskikt
(«g. I)-
Enligt en av Freundlich och Bancroft uppställd teori
utgörs den till den fasta fasen hörande delen av
dubbelskiktet av joner — vanligen anjoner, bundna vid ytan
genom specifik adsorption. Denna påverkas av olika
faktorer, såsom ytans struktur, temperatur, lösningsjonernas
natur och koncentration. Vid låg jonkoncentration i
lösningen blir jonadsorptionen liten och de elektrokinetiska
effekterna svaga.
De på ytan adsorberade jonerna binder genom
elektrostatisk attraktion ett motsvarande antal motjoner. Dessa
utgör den till vattenlösningen hörande delen av
dubbelskiktet. Fördelningen av dessa motjoner har varit föremål
för mycket teoretiserande. Numera har dock den av Stern2
uppställda teorin i princip vunnit allmänt erkännande. En
del av motjonerna tänks strikt ordnade i ett skikt
parallellt med fasgränsytan. De återstående antas mera diffust
placerade (fig. 1).
Potentialfallet över hela dubbelskiktet kallas vanligen
galvanispänningen e, medan potentialfallet över
dubbelskiktets diffusa del brukar betecknas ^-potentialen. Den
närmast fasgränsytan liggande delen av vattenlösningen är
emellertid adsorberad vid den fasta fasen. Då lösningen
förskjuts i förhållande till denna, förblir därför det
adsorberade lösningsskiktet stationärt i förhållande till den fasta
fasen. Gränsen mellan den "fasta" och den "rörliga" delen
av systemet kommer att ligga i vätskefasen på visst
avstånd från fasgränsytan. Potentialfallet över den rörliga
delen av dubbelskiktet i lösningen kallas f-potentialen
eller den elektrokinetiska potentialen.
Elektrot or es (katafores) 621.359
I vissa fall utgörs den ena fasen av små
partiklar — fasta, flytande eller gasformiga —
disper-gerade i den andra fasen. Under inverkan av ett
elektriskt fält kan de vandra i den andra fasen,
som hålls stationär. En sammanfattande
benämning på elektrokinetiska fenomen av denna
karaktär är elektrofores eller katafores3.
Som konkret exempel skall väljas en fast, sfärisk
partikel, som befinner sig i en jonhaltig vattenlösning. Vissa
av lösningens joner, t.ex. dess anjoner, binds genom
specifik adsorption vid ytan och förlänar partikeln en viss
elektrisk laddning. Genom elektrostatisk attraktion bildas
omkring partikeln en jonatmosfär, vars laddning är lika
stor som partikelns men har motsatt tecken. Vid inverkan
av ett elektriskt fält uppkommer krafter, som sätter
partikeln i rörelse mot anoden, om den är negativt laddad
och mot katoden, om dess laddning är positiv. Den
närmast liggande delen av lösningen är emellertid adsorberad
vid partikelns yta och följer därför med vid förflyttningen.
Den vandrande partikeln får således en effektiv laddning,
som utgör skillnaden mellan laddningarna nos den
egentliga partikeln och den vidhäftande delen av jonatmosfären.
Dess radie blir summan av den egentliga partikelns radie
och tjockleken av det vidhäftade lösningsskiktet.
För partiklarnas vandringshastighet u vid elektrofores
har härletts en formel vanligen kallad
Helmholtz-Smo-luchowskis ekvation42:
u = konst. £ e F/4 .-t »7
(1)
där £ är lösningens dielektricitetskonstant, F den elektriska
fältstyrkan och rj lösningens kinematiska viskositet. Debye
och Hückel41 har ifrågasatt faktorn 4 i nämnaren och
hävdat, att denna faktor beror på partiklarnas form. Sålunda
skulle den vara 6 för sfäriska partiklar. Henry48 har
emellertid visat, att båda faktorerna kan vara riktiga under
Litteraturundersökning, utförd vid KTH:s Institution för Teknisk
Elektrokemi.
Fig. 1. Det elektriska
dubbelskiktet; e
potentialfallet över hela
dubbelskiktet
(galvanispänningen), rp1 dettas
diffusa och £ dess
rörliga del.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
