Перейти к публикации
Форум химиков на XuMuK.ru

Электростатический (кулоновский) потенциал частицы в жидкости


BITNIK

Рекомендованные сообщения

Здравствуйте. Занимаюсь вопросами очистки нефтесодержащих вод, а именно флотацией. Для инженерных расчетов мне нужно знать следующую величину - электростатический потенциал сферической частицы в жидкости, а именно капли масла, мазута и т.д. и пузырька воздуха в жидкости. По какой зависимости можно оценить данную величину, какие параметры нужны для этого?

Самая простая формула для определения электростатического потенциала точечного заряда подразумевает разделить величину заряда на расстояние на котором определяется данная сила....сразу возникает вопрос как определить величину заряда пузырька воздуха в жидкости?! В своих поисках наткнулся, что значение поверхностного потенциала можно определить на основании уравнения Пуассона-Больцмана, однако про само это уравнение толком ничего не нашел. Кто что может подсказать по этому вопросу, может какую-нибудь литературу порекомендуете. Заранее спасибо.

Ссылка на сообщение

Я человек не компетентный в данном вопросе, но позвольте встречный вопрос. А почему капля мазута, масла или воздуха в жидкости вообще должна иметь электростатический потенциал? Откуда ему там взяться? Это при условии что напряженность электрического поля равна 0 и, следовательно, нет поляризации.

Ссылка на сообщение

Это аналогично возникновению заряда при трении (реально при соприкосновении) диэлектриков. За какой электроны крепче держатся, тот отрицательно и зарядится.

Ссылка на сообщение

Довольно сложная и интересная задача.

 

Уравнение Пуассона-Больцмана - это очень общего вида дифференциальное уравнение, описывающее распределение электрического потенциала в большом количестве частиц. (Чтобы было понятнее, столь же общее, как и уравнения Максвелла, например. Собственно, это прямое следствие из уравнений Максвелла и есть.)

 

Эту задачу, конечно, можно решить. Наверняка существуют (не искал) ее решения типа "сферический конь в вакууме", для формулировок вроде бесконечно малых капелек в конечном объеме и т.п.

Навскидку нашлась вот такая статья: http://journals.ioffe.ru/pjtf/2005/05/p58-66.pdf

 

Известная формула потенциала сферы в зависимости от ее заряда - это частный случай, в который задача вырождается при единственном коне сфере в вакууме. Я так понимаю, что уравнение Пуассона - это более общий случай; оно позволит неплохо рассчитать распределение потенциала в пространстве, если известна статистика распределения зарядов капелек. Но именно распределение зарядов и неизвестно.

 

Жидкость - электролит? Тут очень важно вот что: есть две ситуации. Первая - когда капли образовались заряженными и после образования заряды не меняются, но может происходить обмен зарядами при трении. Так может быть в газе или в изолирующей жидкости. Вторая ситуация - если жидкость проводит. Здесь потенциалы всех частиц выравниваются и отличаются от потенциала жидкости на контактную разность. У вас непроводящие капельки, поэтому там заряд будет чисто поверхностный, происходящим внутри можно пренебречь. Но как раз в электролите задача решается проще, потому что она тогда однородна (пресловутое уравнение решается в уме).

 

Скорее всего, потребуется измерить какие-то параметры экспериментально.

Ссылка на сообщение

Измерять придется потенцию...:)

 

Сколько копий на тему флотации сломано... сколько именитых мужей защитили кандидатские и докторские на эту тему.... Могу с ними свести в РХТУ, но тема скучна до безобразия. Если что пишите в личку, отвечу.

Ссылка на сообщение

Уравнение Лапласа для сферы, погруженной в среду, в нулевом поле, как известно, дает на границе раздела и нулевой потенциал. Заряд, обеспечивающий, по уравнению Пуассона, возникновение потенциала, для пузырьков воздуха или капель масла в воде, по разным воззрениям, возникает вследствие гидрофобной гидратации на поверхности (преимущественная ориентация отрицательным зарядом в неполярную фазу) либо вследствие адсорбции гидроксид-ионов. А аналитическое решение уравнения что-то не кажется возможным. потому что вода - сложная штука. Несколько статей, которые могут помочь:

beattie08.djvu

jungwirth08.djvu

Haenni-Ciunel08.djvu

vacha11.djvu

Knecht08.pdf

Marinova96.pdf

Elmahdy08.pdf

Ushikubo10.pdf

Yoshida08.pdf

Fang91.pdf

Ссылка на сообщение

Блин, работа как обычно, пересилила науку. Всем спасибо за ответы. Буду разбираться) Отдельное спасибо arkansas за подборку статей.

2 Дмитрий Л.: Тема может и скучная, но диссертабельная)За предложение конечено спасибо, но думаю солидным ученым из РХТУ некогда будет тратить время на простого магистра из ДВФУ)))

Изменено пользователем BITNIK
Ссылка на сообщение
  • 2 months спустя...

Здравствуйте, уважаемые химики. Есть еще один дурацкий вопрос. Правильно ли я понял из статьи http://journals.ioff...5/05/p58-66.pdfчто чем больше радиус частицы, тем ниже значение электростатического потенциала? Что-то у меня это в голове не укладывается....

Ссылка на сообщение

Здравствуйте, уважаемые химики. Есть еще один дурацкий вопрос. Правильно ли я понял из статьи http://journals.ioff...5/05/p58-66.pdfчто чем больше радиус частицы, тем ниже значение электростатического потенциала? Что-то у меня это в голове не укладывается....

Из статьи, насколько я понял после беглого ее прочтения, это вовсе не следует. Там описывается распределение потенциала при удалении от макрочастицы.

А вообще, поскольку потенциал зависит от плотности заряда, на границе частиц с одинаковым зарядом и однородным его распределением потенциал будет тем меньше (по модулю), чем больше линейные размеры частицы. Это справедливо.

Ссылка на сообщение

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете опубликовать сообщение сейчас, а зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, войдите в него для написания от своего имени.
Примечание: вашему сообщению потребуется утверждение модератора, прежде чем оно станет доступным.

Гость
Ответить в тему...

×   Вставлено в виде отформатированного текста.   Вставить в виде обычного текста

  Разрешено не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отобразить как ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставить изображения напрямую. Загрузите или вставьте изображения по ссылке.

Загрузка...
  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу.

×
×
  • Создать...
Яндекс.Метрика