ГОСТ 8.653.1—2016
Приложение Б
(справочное)
Поверхностная проводимость
Б.1 Основные положения
Поверхностной проводимостью называется избыточная электрическая проводимость, которая имеет место
в дисперсных системах в связи с наличием двойного электрического слоя. Избыточные заряды в них двигают
ся под действием электрических полей, приложенных по касательной к поверхности. Это явление определяется
термином «поверхностная проводимость К°». которая является аналогом объемной удельной проводимости Кт .
Поверхностная проводимость К° является избыточной величиной, описываемой как поверхностная концентрация
определенного типа.
Движение зарядов диффузного слоя, расположенных за пределами плоскости сдвига, приводит к появле
нию поверхностной проводимости, называемой «бикермановской поверхностной проводимостью» [15]. Кроме того,
данная проводимость может возникнуть и за счет проводимости неподвижного слоя. Она может включать в
себя составляющие, обусловленные, с одной стороны, специфической адсорбцией заряда, а с другой — частью
заряда диффузного слоя, который может находиться за плоскостью скольжения.
Предполагается, что заряд на твердой поверхности неподвижный.
Б.2 Расчет числа Духина
В данном разделе рассмотрены системы, где размер двойного слоя мал по сравнению с радиусом частиц,
то есть ка » 1. Проводимость в диффузной части двойного слоя за пределами плоскости сдвига складывается из
двух составляющих [15]: проводимости, вызванной движением зарядов по отношению к жидкости, и
проводимости, вызванной за счет электроосмотического потока жидкости за пределы плоскости сдвига, что
приводит к дополни тельной подвижности зарядов и, следовательно, приводит к дополнительному вкладу в К°.
Для расчета К° может использоваться уравнение Бикермана. в котором К° выражается как функция параметров
электролита и двойного слоя. Для симметричного электролита используется выражение:
где в — элементарный электрический заряд. Кл;
Л
/д— число Авотадро. моль’1:
z — валентность иона;
с — концентрация электролита, моль/м3;
к
в — постоянная Больцмана. ДжЖ;
Т— абсолютная температура. К;
Dt — коэффициент диффузии катионов. м2/с;
D
_
— коэффициент диффузии анионов. м2/с;
С— дзета-потенциал. В;
С, — вычисляется по формуле Z, =.
Параметры mt отражают относительный вклад электроосмоса в поверхностную проводимость:
где к — обратная длина Дебая, м’1;
Г — абсолютная температура. К;
в — элементарный электрический заряд, Кл;
гт — относительная диэлектрическая проницаемость жидкости;
е
0 — диэлектрическая постоянная, Ф/м;
Dt — коэффициент диффузии катионов и анионов. м2/с;
П— динамическая вязкость. Па с.
Мера относительной величины поверхностной проводимости выражается безразмерным числом Духина Du,
которое связывает поверхностную и объемную проводимости соотношением:
К?
Du = к— .<Б.З>
т
где К° — поверхностная проводимость, См:
К — проводимость дисперсионной среды, См/м;
а — локальный радиус кривизны поверхности, м.
«”-- 1](1*3 -)*° И 4 )- 4 *3 4
(Б 1)
10