Все электрокинетические явления связаны с относительным перемещением дисперсной фазы и дисперсионной среды, осуществляемой по границе скольжения. Их интенсивность определяется значением x-потенциала. Поэтому данную величину используют для оценки электрокинетических явлений.

Двойной электрический слой можно рассматривать в качестве своеобразного конденсатора (рис. 6).

Рис. 6. Схема возникновения электрокинетических явлений: 1 – потенциалобразующий слой ионов; 2, 3 – противоионы в адсорбционном (2) и диффузном (3) слоях; нижняя стрелка показывает направление движение жидкости.

Относительность движения дисперсной фазы и дисперсионной среды определяется силами f₁ и f₂. Сила f₁ возникает в результате взаимодействия избытка зарядов потенциалобразующего слоя по отношению к адсорбционному слою; она характеризует заряд диффузного слоя и направлена параллельно границе скольжения (линия ББ), противодействуя силе трения. Сила f₁ определяется по формуле (1)

f₁ =Еq_В,                             (1)

где Е – напряженность или градиент внешнего поля; q_В – плотность заряда поверхности.

Сила f₂ определяет трение жидкости при ее перемещении:

f₂=h(v/h),                           (2)

где h – коэффициент трения (см. приложение, таблица 4); v – скорость движения жидкости; h – расстояние между поверхностями.

При установившемся движении эти силы равны f₁=f₂, т.е.

Еq_В=h(v/h), или v =(q_Вh/h)Е. (3)

Формула (3) определяет скорость взаимного перемещения дисперсной фазы и дисперсионной среды. Удельный заряд q_В можно связать с x-потенциалом.

x=q_Вh/e_а ; q_В=(e_а/h)x,         (4)

где e_а – абсолютная диэлектрическая проницаемость.

Подставляя равенство (4) в формулу (3), получим

v =(e_аx/h)Е.                       (5)

Скорость движения в расчете на единицу напряженности электрического поля называют электрофоретической подвижностью, которая определяется по формуле

v_Е =v/Е                               (6а)

v_Е =e_аx/h                            (6б)

С учетом формы частиц дисперсной фазы уравнение (5) и (6б) принимает следующий вид:

,                          (7)

,                           (8)

где v – скорость, м/с; v_Е – электрофоретическая подвижность, м²/(с×В); ψ – коэффициент, зависящий от формы частиц; x - дзета –потенциал, В; Е – напряженность или градиент внешнего электрического поля, В/м.

Коэффициент ψ учитывает форму частиц и их ориентацию в электрическом поле. Для шарообразных частиц коэффициент ψ равен 0,66, а для цилиндрических, ориентированных вдоль силовых линий электрического поля – 1.

Абсолютная диэлектрическая проницаемость среды e_а=e·e₀, где e - относительная диэлектрическая проницаемость; e₀ – абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума, или электрическая постоянная, равная 8,85·10^-12 К²/Н·м² (8,85·10^-12 Ф/м) (см. приложение, таблица 5).

С учетом значения абсолютной диэлектрической проницаемости формулу (7) можно представить в виде

, или . (9)

По формуле (9) находим x-потенциал:

,  или . (10)

Согласно формуле (9) величины, которые определяют интенсивность электрофореза и электроосмоса, зависят от свойств среды (h, e), формы частиц (ψ), напряженности внешнего электрического поля (Е) и электрокинетического потенциала (x), определяемого структурой ДЭС.

Электрофоретическую подвижность и электрокинетический потенциал довольно просто определить экспериментально по скорости перемещения дисперсной фазы; электрофоретическая подвижность обычно не превышает 5,0×10^-8 м²/(с×В), а электрокинетический потенциал – 100 мВ.

В формулах (7) и (9) не учитывается ряд особенностей дисперсных систем, например электропроводность частиц дисперсной фазы, специфические свойства дисперсной системы в случае ее нахождения в щелях, каналах и капиллярах. Тем не менее, эти формулы являются основными для количественной характеристики электрокинетических явлений.