ПРИМЕРЫРЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Пример 1. Рассчитайте электрокинетический потенциал гидрозоля гидроксида железа, используя следующие данные электрофореза: напряжение 200 В, расстояние между электродами 22 см, смещение границы золя происходит на 2 см за 15 мин. Относительная диэлектрическая проницаемость среды равна 80,1, вязкость среды 1×10-3 Па×с.
Решение. Электрокинетический потенциал z можно рассчитать по уравнению Гельмгольца-Смолуховского
,
где υ – линейная скорость движения частиц дисперсной фазы, м/с; h – вязкость среды, Па×с; e – относительная диэлектрическая проницаемость среды; e0 – электрическая постоянная, равная 8,85×10-12 Ф/м; Е – напряженность электрического поля, В/м.
Тогда, учитывая что E = U/l, где U – приложенная разность потенциалов, В; l – расстояние между электродами, м., и υ= S/t, где, S – смещение границы золь-боковая жидкость за время электрофореза,м; t – время электрофореза, с., получим 
мВ.
Пример 2 .Вычислите величину электрокинетического потенциала на границе кварцевое стекло – водный раствор хлорида калия, если в процессе электроосмоса были получены следующие данные: сила тока I=4·10-4 А, время переноса объема раствора, равного V = 1·10-8 м3 составляет 12,4 с. Удельная электрическая проводимость среды k =1,8·10-2 Ом-1м-1. Диэлектрическая проницаемость ε = 81, вязкость среды η =1·10-3 Н·с/м2.
Решение. Электрокинетический потенциал при электроосмосе рассчитывают по уравнению
,
где υ – объемная скорость электроосмоса, м3/с, I – сила тока, А.
Учитывая, что объемная скорость υ это есть скорость перемещения объема раствора V, м3 в единицу времени t, с. 
, имеем 
В.
МНОГОВАРИАНТНЫЕ ЗАДАНИЯ
| Вари- ант | Задача |
| 1,16 | Найдите величину электрокинетического потенциала для суспензии кварца в воде, если при электрофорезе частицы перемещаются к аноду. Смещение границы за t= 30 мин составило 5,0 см. Напряженность электрического поля Н = 10·102 В/м. Диэлектрическая проницаемость среды ε = 81, вязкость среды η= 1·10- 3 Н·с/м2. |
| 2,17 | Вычислите величину электрокинетического потенциала на границе кварцевое стекло – водный раствор KCl, если в процессе электроосмоса были получены следующие данные: сила тока I= 4,5·10-4 А, время переноса объема раствора, равного V= 0,01·10-6 м3 составляет 10,4 с, удельная электрическая проводимость среды равна 1,6·10-2 Ом-1м-1. Диэлектрическая проницаемость ε = 81, вязкость среды η= 1·10-3 Н·с/м2. |
| 3,18 | Вычислите скорость электрофореза коллоидных частиц берлинской лазури, если электрокинетический потенциал z = 0,058 В, напряженность электрического поля Н =10·102 В/м. Диэлектрическая проницаемость среды ε = 81, вязкость среды η= 1·10-3 Н·с/м2. |
| 4,19 | Найдите величину электрокинетического потенциала коллоидных частиц AsCl3в воде, если при электрофорезе за t= 30 мин граница сместилась 5,4 см. Напряженность электрического поля Н=8·102 В/м. Диэлектрическая проницаемость ε = 81, вязкость среды η = 1·10-3 Н·с/м2. |
| 5,20 | При какой силе тока в процессе электроосмотического движения водного раствора KClчерез мембрану полистирола его объемная скорость будет равна u = 5,5·10-10 м3/с? Удельная электрическая проводимость среды k =9·10-2 Ом-1м-1. Диэлектрическая проницаемость ε = 81, вязкость среды η=1·10-3 Н·с/м2. Величина дзета-потенциала z =0,09 В. |
| 6,21 | Вычислите величину электрокинетического потенциала z на границе мембрана из полистирола – водный раствор КСl. В процессе электроосмоса объемная скорость u =15·10-10 м3/с, сила тока I= 7·10-3 А, удельная электрическая проводимость среды k = 9·10-2 Ом-1м-1, диэлектрическая проницаемость воды ε = 81, вязкость среды η= 1·10-3 Н·с/м2. |
| 7,22 | Вычислите скорость электрофореза коллоидных частиц берлинской лазури, если электрокинетический потенциал z = 0,045 В, напряженность электрического поля Н= 800 В/м. Диэлектрическая проницаемость среды ε = 81, вязкость среды η= 1·10-3 Н·с/м2. |
| 8,23 | Вычислите объемную скорость электроосмоса u, наблюдаемого в системе: водный раствор KCl– мембрана из полистирола, окрашенная жировым коричневым красителем. Электрокинетический потенциал z = 0,06 В, сила тока I= 7·10-3 А, удельная электрическая проводимость среды k = 9·10-2 Ом-1м-1, диэлектрическая проницаемость воды ε = 81, вязкость среды η= 1·10-3 Н·с/м2. |
| 9,24 | Вычислите величину электрокинетического потенциала z гидрозоля сульфида мышьяка, если при электрофорезе смещение цветной границы за t = 30 мин составило h = 3,4 см. Напряженность электрического поля Н= 520 В/м. Диэлектрическая проницаемость среды ε = 81, вязкость среды η= 1·10-3 Н·с/м2. |
| 10,25 | Вычислите величину электрокинетического потенциала на границе кварцевое стекло – водный раствор хлорида калия, если в процессе электроосмоса были получены следующие данные: I= 2·10-3 А, время переноса объема раствора V= 2·10-8 м3 составляет t = 20 с. Удельная электрическая проводимость среды k = 6,2·10-2 Ом-1м-1. Диэлектрическая проницаемость воды ε = 81, вязкость среды η= 1·10-3 Н·с/м2. |
| Вычислите величину электрокинетического потенциала z на границе керамической мембраны с водным раствором хлорида калия. Раствор продавливается через мембрану под давлением 3,99·104 Н/м2, потенциал течения оказался равным 0,06 В, удельная электрическая проводимость k = 1,3·10-2 Ом-1м-1, диэлектрическая проницаемость среды ε = 81, вязкость среды η= 1·10-3 Н·с/м2. | |
| Вычислите величину электрокинетического потенциала z золя в метиловом спирте, если скорость электрофореза U= 6,6·10-6 м/с, градиент напряжения внешнего поля Н= 300 В/м, диэлектрическая проницаемость среды ε = 34, вязкость среды η= 6,12·10-4 Н·с/м2. | |
| Вычислите величину электрокинетического потенциала z золя свинца в метиловом спирте, если скорость за 10 мин уровень раствора переместился на 1,1 мм, при расстоянии между электродами 10 см и приложенном напряжении внешнего поля 30 В. Диэлектрическая проницаемость среды ε = 34, вязкость среды η= 6,12·10-4 Н·с/м2. | |
| При какой силе тока в процессе электроосмотического движения водного раствора KClчерез мембрану полистирола его объемная скорость будет равна u = 8,6·10-10 м3/с? Удельная электрическая проводимость среды k = 7,5·10-2 Ом-1м-1, диэлектрическая проницаемость воды ε = 81, язкость среды составляет η= 1·10-3 Н·с/м2. Величина электрокинетического потенциала z = 0,062В. | |
| При исследовании золя почвенных частиц методом электрофореза было зарегистрировано перемещение на 2,5 мм за 1 час при разности потенциалов 5,8 В. Расстояние между электродами l= 0,346 м. Вычислите величину электрокинетического потенциала z. Диэлектрическая проницаемость среды ε = 81, вязкость среды η=1·10-3 Н·с/м2. |