Квинке наблюдал возникновение разности потенциалов при течении воды и водных растворов через разнообразные пористые материалы (глина, дерево, песок, графит и др.). Это явление характерно и для живых организмов. Например, при движении крови в артериях возникает небольшой потенциал течений (~0,001-~0,002 В), имеющий, однако, важное биологическое значение. Одна из волн, наблюдаемых на электрокардиограммах, обусловлена этим потенциалом.
В 1878 г. Дорн открыл явление, обратное электрофорезу, названное потенциалом седиментации (осаждения).
Потенциал седиментации - это явление возникновения потенциалов на электродах, расположенных на разной высоте в сосуде, в котором происходит оседание частиц дисперсной фазы.
Таким образом, разность потенциалов возникает в результате движения частиц. Схематически возникновение потенциала течения и потенциала седиментации показано на рис. 8.3 и рис. 8.4 .
Рассмотренные явления - электроосмос, электрофорез, потенциал течения и потенциал седиментации - объединяют под общим названием электрокинетические явления, поскольку они связаны с электрическим полем и полем скоростей (кинетическим полем).
Эти явления находят широкое применение: электроосмос - для ускорения сушки торфа, древесины и пр., дубления кожи, очистки дисперсионной среды золей, а также воды, пропитки материалов различными композициями, в электрохимических приборах и т.д.; электрофорез - для получения чистого каолина из глинистой суспензии, нанесения покрытий на поверхности сложных конфигураций, например, грунтовки кузовов автомобилей, для обезвоживания, в медицине как метод введения лекарственных средств в организм человека и т.д. С явлениями потенциала течения и потенциала седиментации приходится считаться в производствах, в которых осуществляется транспортировка жидкостей (перекачка технологических растворов, жидкого топлива), осаждение суспензий и эмульсий при разделении фаз и т.д. На концах трубопроводов и аппаратов могут возникать высокие разности потенциалов, которые являются причиной искровых разрядов, вызывающих пожары и взрывы.
Очевидно, что причина электрокинетических явлений заключена в противоположности знаков зарядов твердой частицы и жидкой дисперсионной среды. С современной точки зрения на поверхности твердой фазы существует двойной электрический слой (ДЭС).
3.3.2.
ПУТИ ОБРАЗОВАНИЯ ДЭС
Возможны два принципиально разных пути образования ДЭС - избирательная адсорбция поверхностью твердой частицы ионов из дисперсионной среды и ионизация поверхностных молекул твердой частицы.
