Vízügyi Közlemények, 1947 (29. évfolyam)

1-4. szám - IV. Kisebb közlemények

KALCHER : TALAJELEKTROMOSSÁG 111 anyag töltése pozitív. A jelenség a víznek a talajjal való érintkezésekor is fellép. Amint a 2. ábra egy kapilláris esetén bemutatja, a folyadék és a kapilláris falának határfelületén, mindkét anyagnak az ú. n. határrétegen lévő elektronjaira elektrosztatikus vonzás hat. A fellépő feszültségkülönbség az ú. n. korpuszkuláris elektrokinetikai potenciál. A határréteg kondenzátorként működik. Ha a kapillárisok végén elektródák segítségével feszültséget keltünk, az elektromos töltésű folyadékrészecskék az elektromos térerők hatására mozgásba jutnak. A vízrészecskék rendszerint a pozitív saroktól a negatív felé haladnak, mert a víz — nagy dielektromos állandója miatt — pozitív töltést kap. A jelenség közlekedő kapilláris-rendszerekben, így laza kőzetekben is fellép, tehát felhasználható a talajok víztelenítésére, vagy általában folyadékoknak finomszemcséjű, porózus tömegeken át való szállítására. Az elektroozmózissal rokon jelenségek közé tartozik az elektro-kataforézis: folyadékokban szuszpendált részecskéknek elektromos áram hatására bekövetkező mozgása, valamint az elektrodializis, midőn elektrolitok kolloidokat át nem eresztő hártyákon hatolnak át. Érdekes jelenség továbbá az elektroozmózis megfordítása, az ú. n. áramlási áramoknak a keletkezése. Finom porózus diafragmákon át vizet sajtolva, a határrétegen az érintkezési potenciál következtében feltöltődő folyadékrészecskék vándorlása miatt elektromos áram és így elektromos tér keletkezik. A felsorolt elektrokinetikai jelenségeknek számos műszaki alkalmazása lehetséges. Egészen a legújabb időkig a leírt elektrokinetikai hatásokat főleg a fizikai kémiában alkalmazták, vegyes fázisok különválasztására, valamint az orvostudományban és a fiziológiában, gyógyszereknek a szövetekbe való bejuttatása céljából, így pl. a hystamin-kezelésnél (rheuma, ischiasz, foggyökerek kezelése stb.). A műszaki alkalmazások terén tett haladásra jellemző, hogy Németországban már 1938-ban ipari vállalatok is alakultak az elektrokinetikai jelenségek kiaknázására. Az elektroozmózis jelenségét Helmholtz, Perrin és Smoluchowski matematikailag a következőképen fogalmazták meg. (3. ábra.) Ha a p — ; h hidraulikus nyomás alatt lévő kapilláris végeire I áramerősséget okozó U feszültség hat, a kapillárison keresztül áramló víz átlagos sebessé ge : T 2. ábra. 3. ábra. и A képletben d — a kapilláris cső átmérője, l — a kapilláris hossza, у — a folyadék kinematikus nyúlóssága, g = a folyadék fajlagos ellenállása, D— a folyadék dielektromos állandója, 'Q = elektrokinetikai potenciál, I — áramerősség a kapillárisban. Az egyenlet első fele a p nyomáskülönbség alatt álló kapillárisban fellépő lamináris áramlás sebességének Poiseuille-féle kifejezése, a második rész pedig az elektroozmózis miatt fellépő sebességi többlet. Mint ismeretes, a Poiseuille-féle törvény, ha az anyagra jellemző