Дисперсная фаза и скорость электрофореза

Причиной электрофореза, как и других электрокинетических явлений, служит наличие двойного ионного слоя (ДИС) на поверхности раздела фаз. При положительно заряженной дисперсной фазе коллоидные частицы вместе с адсорбированными на них положительными потенциалопределяющими ионами движутся к катоду, отрицательно заряженные противоионы диффузного слоя —к аноду. В случае отрицательного заряда частиц движение происходит в обратных направлениях. Дисперсная фаза смещается относительно дисперсионной среды по поверхности скольжения. Поэтому, измерив скорость электрофореза, находят потенциал коллоидной частицы, т. е. электрокинетический или (дзета) потенциал. Величина -потенциала характеризует агрегативную устойчивость золя и зависит от толщины диффузного слоя, концентрации и заряда противоионов. Скорость электрофореза определяют методом подвижной границы — наблюдают за передвижением границы между окрашенным коллоидным раствором и бесцветной контактной жидкостью. Наилучшей контактной жидкостью является ультрафильтрат самого золя. Для приближенных измерений используют воду. Сущность метода состоит в определении времени, за которое граница окрашенного золя переместит- [c.205]

В отличие от электроосмоса при электрофорезе можио непосредственно измерять скорость движения частиц. Электрофорез удобно наблюдать с помощью прибора, изображенного на рис. IV. 13. В качестве прибора для исследования электрофореза можно использовать и-образную трубку, в колена которой вставлены электроды, и-образную трубку заполняют до уровня а — а исследуемым золем, на поверхность которого наливают контактную жидкость, имеющую одинаковую с золем электропроводность и включают электрическую цепь. Через определенные промежутки времени отмечают степень перемещения золя к соответствующему электроду, т. е, уровень золя в обоих коленах трубки. Вполне естественно, что скорость перемещения частиц дисперсной фазы определяется значением -потенциала на частицах твердой фазы. [c.223]

Скорость движения частиц дисперсной фазы в электрическом поле, т. е. 5 V скорость электрофореза, так же как и скорость перемещения дисперсионной среды, т. е. скорость электроосмоса, зависит при прочих равных условиях от величины С-потенциала. Эта зависимость выражается формулой [c.193]

Измерение скорости электрофореза выполняли в специально сконструированной кювете, схема которой дана на рис. 12.1. Рабочую стеклянную кювету 1 в виде прямоугольного парал-лепипеда с открытыми торцами длиной 20 мм и поперечным сечением 20x0,8 мм помещали между двумя сосудами 2 также прямоугольного сечения, изготовленными из оргстекда. Толщина стенок измерительной ячейки составляла 0,2 мм, что обеспечивало надежную визуализацию микрообъектов при работе с темнопольным микроскопом. Боковые емкости 2 в месте их сочленения с кюветой имели ряд отверстий диаметром 0,5 мм эти емкости прочно закреплялись на основании 3, в котором было высверлено отверстие для вхождения темнопольного объектива 4. Б нижнюю часть емкостей 2 помещали гель агар-агара 5, приготовленный на 1 н. растворе КС1 сверху заливали 0,1 и. раствор USO4 (б) и помещали медные электроды 7. Такая установка удобна в обращении в ней обеспечена герметичность сочленения боковых емкостей с измерительной камерой и возможность тщательной очистки последней после проведения исследований. На основании данных о подвижности частиц дисперсной фазы вычисляли -потенциал по формуле Гельмгольца — Смолуховского без учета поправки на поверхностную проводимость [59]. [c.202]

Наличие двойного электрического слоя на границах разделов способствует возникновению электрокинетических явлений (электроосмоса, электрофореза, потенциала протекания и др.). Все они имеют общий механизм возникновения, связанный с относительным движением твердой и жидкой фаз. При движение электролита в пористой среде образуется электрическое поле (потенциал протекания). Если на пористую среду действует электрическое поле, то под влиянием ионов приходит в движение раствор электролита в связи с тем, что направленный поток избыточных ионов диффузного слоя увлекает за собой массу жидкости в пористой среде под действием трения и молекулярного сцепления. Этот процесс называется электроосмосом. При действии электрического поля на взвесь дисперсных частиц происходит движение дисперсной фазы. Это называется электрофорезом. В таком случае частицы раздробленной твердой или жидкой фазы переносятся к катоду или аноду в массе неподвижной дисперсной феды. По природе электрофорез - зеркальное отображение электроосмоса, и поэтому эти явления описьшаются уравнениями, имеющими одинаковую структуру. Количественно зависимость скорости электроосмоса от параметров электрического поля и свойств пористой феды и жидкостей описывается формулой [c.181]

Интенсивность всех электрокинетических явлений определяется значением дзета-потенциала. Экспериментальное определение скорости переноса в электрическом поле дисперсионной среды (электроосмос) или дисперсной фазы (электрофорез) позволяет определить значение дзета-потенциала. [c.115]

Электрические свойства коллоидных систем. При наложении электрического поля наблюдается движение частиц твердой фазы золя относительно жидкости. Ядро мицеллы вместе с адсорбционным слоем противоионов движется к одному электроду а противоионы диффузного слоя — к другому. Перемещение заряженных частиц дисперсной фазы в неподвижной среде к одному из полюсов под действием внешнего электрического поля называется электрофорезом. Разность потенциалов между частицей и глубиной раствора (плоскость скольжения) называется электрокинетическим илн -потенциалом. Скорость электрофореза зависит от -потенциала и определяется по уравнению Гельмгольца — Смолуховского [c.266]

Помимо явлений электрофоретического запаздывания и электрической релаксации на скорость электрофореза может влиять и агрегатное состояние дисперсной фазы. Так, скорость электрофоретического переноса жидких частиц при всех прочих одинаковых условиях электрофореза равна подвижности твердых частиц лишь в частном случае, когда в результате адсорбции поверхностноактивных веществ поверхность капли становится неподвижной, что делает жидкую частицу похожей на твердую. В общем же случае жидкие частицы, обладающие достаточно высокой проводимостью, движутся при электрофорезе значительно быстрее, чем твердые. Это объясняется следующими причинами. Во-первых, трение о поверхность жидкой частицы всегда меньше, чем трение о поверхность твердого шарика таких же размеров, так как капли жидкости могут деформироваться при движении среды. Во-вторых, двойной электрический слой [c.206]

Электрический метод разрушения аэрозолей — электрофорез — осуществляется при напряжениях порядка 90000—100000 в. При столь высоком напряжении электроны, двигаясь от катода к аноду с большой скоростью, ионизируют воздух, за счет чего частицы дисперсной фазы получают большой заряд и с большой скоростью разряжаются на соответствующем электроде, и аэрозоль разрушается. [c.357]

Отличие электроосмоса от электрофореза состоит в том, что при электроосмосе подвижная жидкость находится среди жесткой системы капилляров, а потому движение вследствие разности потенциалов может сообщиться лишь воде, капилляры же остаются неподвижными. При электрофорезе (катафорезе) твердое вещество, например, глина, в сильно диспергированном виде свободно взвешено в жидкости поэтому под влиянием приложенного напряжения приходят в движение как твердое тело (диспергированное), так и жидкость, но последняя в противоположном направлении. Такое движение происходит также в случае эмульсий. Направление движения и скорость его при электрофорезе зависят от знаков заряда и величины С-потенциала между частицами дисперсной фазы и дисперсионной среды, и находятся в зависимости от природы адсорбированных ионов и от их концентрации в растворе. [c.257]

Многочисленные исследования поведения коллоидных систем, в частности гидрозолей, в электрическом поле показали, что коллоидные частицы перемещаются с постоянной скоростью к одному из электродов. Впервые в 1809 г. это явление обнаружил Рейсс для частичек суспензии глины, и впоследствии его наблюдали и при изучении типичных золей. Явление переноса частиц дисперсной фазы в электрическом поле получило название электрофореза, или катафореза. [c.195]

Электрофорез. Движение частиц дисперсной фазы (в большинстве случаев — коллоидных) в покоящейся дисперсионной среде под действием электрического поля. Скорость движения пропорциональна напряженности поля. [c.494]

Рассмотрим подробнее особенности электрофоретического движения частиц дисперсной фазы и другие электрические.снойства свободноднсперсных систем. Электрофорез чаиле всего проходит в неподвижной жидкости только при электрофорезе в тонких плоских зазорах или в капиллярах (микроэлектрофорез) движение частиц происходит в жидкости, перемещающейся вследствие электроосмоса. Если сравнительно крупные неэлектропроводные частицы находятся в умеренно разбавле(шом растворе электролита, то отношение радиуса частицы г к толщине ионной атмосферы значительно больше единицы г/5 = гег ]. Внешнее электрическое поле при этом (см. рис. VII-9) огибает частицы и на большей части поверхности параллельно ей. В таком случае скорость движения частиц Vq с достаточной точностью описывается уравнением Гельмгольца Смол тювского. [c.238]

Разделив этот путь (в сантиметрах) на время электрофореза (в секундах), вычислить скорость движения частиц дисперсной фазы золя при данном градиенте потенциала. [c.261]

Полученное ранее дифференциальное уравнение (IV.73) справедливо как для электроосмоса, так и для электрофореза, поскольку оно было выведено из баланса движущих сил процесса— электрической силы и силы трения. Отличие состоит только в выбранной системе координат. Если при электроосмосе движется жидкость относительно твердого тела, то при электрофорезе, наоборот, частицы движутся относительно жидкой среды. Вид уравнений (IV.74) и (IV.76) в применении их к электрофорезу остается тем же, только под скоростью и имеют в виду линейную скорость движения частиц. Отношение скорости движения дисперсной фазы к напряженности электрического поля ио/Е при электрофорезе называют электрофоретической подвижностью [c.264]

При увеличении концентрации ионов в растворе величина х уменьшается (часть противоионов перешла из диффузионного в адсорбционный слой), а величина п — х возрастает, приближаясь к п. В изоэлектрическом состоянии х = О и п — х = п. Диффузионного слоя нет мицелла сжалась до размеров гранулы. Ионный стабилизатор при этом целиком сосредоточен в адсорбционном слое и находится в нем в недиссоциированном состоянии. Двойной электрический слой весь включен в адсорбционный. Скорость электрофореза (или электроосмоса) становится равной нулю. Электрокинетический потенциал дисперсной фазы равен нулю. Заряд гранулы также равен нулю. [c.367]

Разрушение аэрозолей, играющее столь большую роль во многих производствах как средство борьбы с ними, сводится к отделению вещества дисперсной фазы от дисперсионной газовой среды, т. е. процесс этот в основном является коагуляционным. Поэтому и методы борьбы с устойчивыми аэрозолями должны основываться на устранении действия стабилизирующих факторов. Но для коагуляции аэрозолей не может быть применен основной способ коагуляция, употребляемый для лиофобных золей,— действие электролитов-коагуляторов. Зато два других общих приема—взаимная коагуляции и электрофорез, особенно последний, находят широкое практическое применение. Так, на опыте удалось показать, что путем разбрасывания с самолета высокораздробленного и отрицательно заряженного песка на верхнюю, часть облаков можно вызвать коагуляцию последних, т. е. вызвать не что иное, как искусственный дождь. Что касается электрофоретического метода, то в соответствии с особенностями аэрозолей он принял здесь совершенно особый характер в технике он известен под названием метода Коттреля чтобы сообщить частицам достаточно большую скорость (с помощью электронной ионизации воздуха), напряжение постоянного тока доводят до 50000 в и более. [c.263]

Эффективность электрофореза прежде всего зависит от величины напряженности внешнего электрического поля Е., и электрокинетического потенциала Поэтому более предпочтительно электрофоретическое разделение с предварительной подзарядкой полиэлектролитом частиц дисперсной фазы с целью повышения величины -потенциала для обеспечения большей скорости их движения [116]. Преимушеством этого приема является возможность использования электрических полей сравнительно низкой напряженности и управления процессом разделения фаз путем регулирования электроповерхностных свойств дисперсных частиц. Так, например, для увеличения поверхностного заряда частиц неорганических материалов (каолин, тальк, доломит и др.) в дисперсии вводились небольшие добавки (0,2—0,4 мае. %) полиэлектролита— зарядчика — натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы (Na KMU), применяемой как загуститель воднодисперсионных красок. [c.187]

Скорость движения частиц дисперсной фазы в электрическом поле (скорость электрофореза) рассчитывают по уравнению Гельмгольца — Смолуховского [c.509]

Явление электрофоретического отложения осадка, препятствующего электрокоагуляции, при некоторых конструктивных изменениях ячейки может быть использовано для очистки воды без растворения электродов. Так, на ячейке Бира [8, 9] удается снижать мутность, цветность и содержание бактерий, определяемые составом дисперсной фазы воды, например, от значений 12 мг/л, 25° и 4 X X 10 1/мл соответственно до нуля. Неэлектрохимический характер механизма разделения фаз при этом процессе, который определяется деформацией диффузных слоев частиц, подтверждается наличием эффекта [9] для всех наблюдаемых параметров природных вод (концентрация дисперсной фазы и электролитов) при одних и тех же значениях напряженности электрического поля, обеспечивающих электрофорез, — Е = 1000—2000 В/м и скорости потока v = = 0,3—0,5 м/ч. [c.49]

В концентрированных суспензиях и других дисперсных системах взаимное смещение фаз не всегда можно классифицировать как электрофорез или электроосмос. Наблюдается движение обеих фаз относительно стенок сосуда (точнее относительно электродов, подводящих электрическое напряжение). Вычисляемая по формуле (3.5.47) величина и является в этом случае суммой абсолютных величин линейных скоростей фо-реза и осмоса. [c.612]

Если под р1 иметь в виду градиент давления, взятый с обратным знаком, — с1р/с1л , под Р2 — напряженность внешнего электрического поля, то под X и 2 подразумеваются поток массы и электрический ток соответственно эти величины будем в дальнейшем относить к сечению единичной площади. Коэффициент ац характеризует фильтрацию жидкости через дисперсную фазу, а а 2 — скорость электроосмотического переноса жидкости через диафрагму или поток частиц дисперсной фазы в электрофорезе. Коэффициент 012, равный коэффициенту 021, определяет плотность тока протекания или же электрического тока, переносимого частицами при их дйижении в поле внешних сил (если в последнем случае сила Р представлена силой тяжести mg, то речь [c.187]

Как видно из табл. 2, при отсутствии прилипания сажи скорость электрофореза тем больше, чем выше концентрация присадки Монто-702 в масле, т. е. чем выше электронроводность раствора. Увеличение скорости электрофореза при увеличении заряженности дисперсной фазы в углеводородных средах было отмечено также в работах Гарнера [6] и Бернелина [7 ]. Таким образом, некоторые моющие присадки препятствуют образованию отложений заряженной дисперсной фазы на электродах в условиях электрического поля. Можно предположить, что действие присаДок в этих условиях связано с образованием заряженными частицами присадки в зоне каждого электрода электростатических барьеров, которые препятствуют выделению сажи на электрода . [c.224]

Для определения -потенциала экспериментально находят скорость перемещения заряженных частиц дисперсной фазы в электрическом поле. При микроэлектрофорезе измеряют скорость перемещения индивидуальной частицы дисперсной фазы под микроскопом. При макроэлектрофорезе (или просто электрофорезе) определяют скорость перемещения границы раздела золь — контактная жидкость, в качестве которой используется либо дисперсионная среда золя, либо раствор электролита, электропроводность которого равна электропроводности золя. [c.93]

Для большинства методов этой группы характерно отсутствие четкой границы в приложении к разделению гомогенных и гетерогенных смесей веществ. Например, электрофорез возник и до сих пор иногда рассматривается только как метод разделения коллоидных частмп. Более того, по сути своей — это метод разделения заряженных частиц за счет их различных подвижностей в электрическом поле. В общем случае размеры частиц не оговариваются, и область применения метода охватывает и простые ионы, и макроионы аминокислот, и заряженные частицы коллоидов и взвесей. Аналогично обстоит дело с ультра-центрифугированием и ППФ-методами. Даже в тех случаях, когда метод имеет достаточно четкие границы применимости по размерам или массам разделяемых частиц, их положение на условной щкале дисперсности частиц различной природы не пршязано к принятой границе гомогенности, Существование верхней границы чаще всего определяется принципом целесообразности если задача легко рещается более простым методом, нет необходимости использовать более сложный. Наличие нижней границы может быть связано как с объективными факторами, определяемыми природой явления, используемого для разделения, так и с техническими возможностями практической реализации условий, необходимых для осуществления процесса разделения. Наиболее наглядный пример — ультрацентрифугирование. Очевидно, что с помошью ультрацентрифуги можно выделить взвешенные частицы из раствора, но в этом нет необходимости. А при переходе к разделению частиц на молекулярном уровне в случае жидких фаз возможности метода ограничены фракционированием макромолекул. Добиться, фракционирования простых молекул удается только в газовой фазе, но при ус ювии ра зряжения и чрезвычайно высоких скоростей вращения, реализуемых только при магнитной подвеске ротора центрифуги. [c.242]

Э.гектрокинетические явления, электрокапиллярные яв-. ения и ионный - изучение влияния двойного электрического слоя и его изменения при введении электролитов на скорость электрофореза и электроосмоса, значения токов и потенциалов течения дисперсионной срсды и седиментации дисперсной фазы, мембранные эффекты, в т.ч. явления обратного осмоса в мембранах. [c.434]

Электрокинетический потенциал на границе твердой фазы с фильтратом можно определять различными методами, основанными на элек-трокинетическнх явлениях электрофорезе, электроосмосе нли потенциале протекания. Для коллоидных систем с дисперсностью частиц менее 0,1 мк обычно используется явление электрофоре-3 86, 9в, 103 ц У-образном приборе с вставленными в него электродами,. подсоединенными к источнику постоянного тока, измеряется скорость передвижения границы частиц твердой фазы. [c.200]

Механизмы электрофореза н электроосмоса тождественны, разница заключается лишь в том, что при электрофорезе жидкость неподвижна, а под влиянием электрпческого иоля движется дисперсная фаза. Поэтому для нахождения скорости движения электрнчески заряженных коллоидных частиц можно использовать выражение (4.4). Если величину и в этом выражении разделить на напряженность ноля Е, то получим электрофоретическую [c.97]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология