ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА В ПРОИЗВОДСТВАХ АПК

Электрический ток является частной формой электромагнитного поля и его технологические свойства и проявления обусловлены свойствами поля.

В сельскохозяйственном производстве электрический ток приме­няют в следующих основных областях: обработка кормовых материа­лов для повышения эффективности их использования; обеззараживания влажных материалов; электрофлотация, опреснение и активация воды и водных растворов; электрохимические методы обработки в ремонт­ном производстве и т. д.

Технологическое применение физико-химического действия электрического тока в с.х. производстве базируется на процессах физической химии (электролиз, электрокаогуляци,

электроосмос, электроплазмолиз, электродиализ) * вставка

Электрический ток в электролитных средах - это направленный поток ионов в электрическом поле. Прохождение электрического тока в электролитах сопровождается переносом вещества, поляризацией сред, электрокинетическими явлениями (электрофорез, электроосмос, потенциал течения), электрохими­ческими проявлениями.

Поляризация. Смещение или выравнивание зарядов вещества под воздействием электрического поля. Различают электронную, ионную, миграционную, концентрационную, ориентационную и элект­рохимическую поляризацию. При обработке электрическим током низкой частоты наибольшее влияние оказывают последние три вида.

На границе между твердым телом и жидкостью происходит прост­ранственное распределение электрических зарядов, приводящее к возникновению разности потенциалов между соприкасающимися веществами. В установившемся режиме обмена ионами создается равновесный потенциал, определяемый концентрацией раствора, при которой ни раствор, ни электрод не приобретают электрических зарядов. Если раствор имеет нормальную концентрацию, то нормаль­ный электродный потенциал, В,

_п = -(RT/zF)lnc₀, (1)

где R = 8,3144 Дж/Кмоль • К) - универсальная газовая постоянная; Т - термодинамическая температура, К; z — заряд иона с соответствующим знаком; F = 96 485 Кл/моль — число Фарадея; Со — концентрация ионов до протекания тока, моль/см³.

При отклонении концентрации от исходных условий разность потенциалов между электродом и раствором, В,

- ₂ = (RT/zF)ln(c c₂)
или (2)

= _п +( RT/zF)ln|c|,

где c и С — концентрации потенциалопределяющих ионов в электроде и растворе, моль/см³; с -текущее значение концентрации раствора, моль/см³.

Изменение концентрации и потенциала наблюдают не только на электродах, но также на мембранах и в растворе. Причина поляризации-различная активность ионов

Электрокинетические явления. Движение под дейст­вием электрического поля твердых тел в жидкости (электрофорез) или жидкости относительно твердой фазы {электроосмос). На границе раздела твердой и жидкой фаз вследствие специфической адсорбции перераспределяются электрические заряды и образуется двойной электрический слой. Возникает "скачок" потенциала ф. Если вдоль границы раздела фаз приложить напряжение от внешнего источника, создав некоторую разность потенциалов, то слои твердого тела и прилегающей к нему жидкости перемещаются в сторону противопо­ложного (по сравнению со знаком заряда этого слоя) полюса источни­ка. В результате внутреннего трения движение передается соседним слоям. Таким образом, при жестко закрепленном твердом теле начи­нается движение жидкости, называемое электроосмосом. Линейная скорость электроосмоса в единичном капилляре, м/с,

v = Е/(4 _ж), _ (4)

где — диэлектрическая проницаемость среды, Ф/м; — электрокинетический потен­циал, В; Е — напряженность электрического поля, В/м; _ж —динамическая вязкость жидкости, Па • с; 1 Па • с = 1 кг/(с • м).

Скорость электрофореза определяется формулой Смолуховского,

м/с,

v = Е/4 _ж, (5)

где — дзета-потенциал (часть электрокинетического потенциала), В.

Электрокинетические явления используют в процессах обезвожи­вания влажных и насыщения капиллярно-пористых сред влагой.

При прохождении жидкости через пористые среды, особенно с избирательной проницаемостью (например, ионитовые мембраны), ионы разделяются. На этом основаны процессы электродиализа и активации водных растворов.

Дата добавления: 2014-12-09; просмотров: 233; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!