Электрофорез теория

Методом электрофореза на бумаге можно не только исследовать состав смесей высокомолекулярных веществ, но и выделить отдельные компоненты. С этой целью полоску бумаги, не прогревая, разрезают на части и из них экстрагируют отдельные, уже разделенные компоненты. Теория этого метода, при котором существенную роль играют поверхностные и адсорбционные явления, еще мало разработана. [c.210]

Материал учебника несколько шире рамок действующей программы. В него вошли такие разделы физической химии, как основы учения о строении вещества и химической связи, теория спектральных методов исследования. Несколько более широко, чем в обычных курсах физической химии, даны такие разделы, как свойства электролитов, электрохимия, экстракция, перегонка с водяным паром, адсорбция, катализ, получение и стабилизация золей и эмульсий, мицеллообразование и солюбилизация в растворах поверхностноактивных веществ (ПАВ), применение ПАВ в фармации. Рассмотрено влияние дисперсности на свойства порошков. Принимая во внимание аналитическую направленность специальности Фармация и важное значение методов молекулярной спектроскопии для исследования и анализа лекарственных веществ, авторы уделили большое внимание изложению теории физико-химических методов анализа (рефрактометрия, поляриметрия, фотометрия, спектрофо-тометрия, кондуктометрия, потенциометрия, полярография, хроматография, электрофорез и др.). [c.3]

Электрические свойства растворов полиэлектролитов. Электрокинетический потенциал, как известно, с большей или меньшей точностью может быть подсчитан по уравнениям Гельмгольца — Смолуховского или Генри только для коллоидных частиц, размер которых значительно превосходит толщину двойного электрического слоя. Для частиц же, диаметр которых мал по сравнению с толщиной двойного электрического слоя, при расчете электрокинетического потенциала следует вводить ряд поправок и в первую очередь поправку на электрическую релаксацию. Кроме того, если макромолекулы находятся в растворе в виде рыхлого клубка, то должно быть принято во внимание движение среды через петли свернутой цепи. К сожалению, до сих пор теория электрофореза для свернутых в клубок макромолекул отсутствует. Поэтому в настоящее время распространено определение электрофоретической подвижности не отдельных макромолекул, а макромолекул, адсорбированных на достаточно крупных частицах кварца или угля или на капельках масла. В этом случае электрокинетический потенциал легко определить с помощью микроэлектрофоретических методов. Как показали многочисленные исследования, при достаточной толщине слоя полимера, покрывающего частицу, подобный прием дает вполне воспроизводимые результаты. [c.477]

Если бы теория Гельмгольца — Перрена была правильной, то при оседании коллоидных частиц в жидкости или при продавливании жидкости через капилляр вообще не должен был бы наблюдаться эффект Дорна или потенциал протекания, а явления злек-тро оре а и электроосмоса были бы невозможны. Однако если даже допустить, как это принималось ранее, что поверхность скольжения проходит между двумя обкладками двойного электрического слоя, то и в этом случае представления Гельмгольца — Перрена приводят к противоречию. В самом деле, при таком допущении электрокинетический потенциал, т. е. потенциал, обнаруживаемый при электрофорезе или электроосмосе, должен был бы соответствовать разности между всеми потенциалопределяющими ионами и [c.176]

Диффузиофорез — движение частицы под влиянием задаваемого извне градиента концентрации раствора. При подобном внешнем воздействии концентрация изменяется вдоль внешней границы ДЭС частицы. Это порождает капиллярно-осмотическое скольжение. Подобно тому, как электроосмотическое скольжение приводит частицу в движение (электрофорез), капиллярно-осмотическое скольжение также приводит к движению частицы, названному Дерягиным диффузиофорезом. Направление диффузиофореза противоположно направлению капиллярно-осмотического скольжения по той же причине, которая обуславливает противоположность направлений электроосмоса и электрофореза. Теория диффузиофореза подтверждена количественно [17]. [c.225]

При наложении внешнего электрического поля движущаяся заряженная частица подвергается не только рассмотренному выше электрофоретическому торможению, но и действию так называемой электрической релаксации, которая заключается в следующем. Согласно электрической. теории электрофореза предполагается, что электрическое поле двойного слоя и внешнее электрическое поле просто накладываются одно на другое. Однако на самом деле этого нет, так как частица и внешняя часть двойного [c.204]

Строго определенный -потенциал — гипотетическая величина, вычисляемая из скорости электрофореза на основе более или менее усовершенствованной теории этого явления. Ранее использовали уравнение Гельмгольца — Смолуховского [c.101]

В теории электрофореза, разработанной Смолуховским, Гюккелем и другими авторами, движение частицы в электрическом поле рассматривается как результат действия на ее поверхностный заряд электрической силы и силы сопротивления среды Р . [c.74]

Некоторые исследователи установили, что у органозолей с достаточно большой диэлектрической проницаемостью среды обнаруживаются явления электрофореза и существует известная корреляция между электрофоретической подвижностью частиц и устойчивостью этих систем. Таким образом, в органозолях, так же, как и в гидрозолях, коллоидные частицы могут нести двойной электрический слой и обладать -потенциалом. Установлено также, что во многих случаях для органозолей справедливы закономерности, которым подчиняются и гидрозоли. К ним приложимо правило Шульце—Гарди, при их коагуляции наблюдаются явления аддитивности и антагонизма при действии ионов и т. д. Таким образом, есть все основания считать, что к золям с неводной дисперсионной средой с известными коррективами приложима физическая теория коагуляции. [c.306]

Согласно описанной теории строения дисперсной системы, электрофорез обусловлен заряженностью частиц дисперсной фазы при отрицательном заряде их они перемещаются в электрическом поле к аноду, а при положительном — к катоду (см. рис. VI.8). [c.279]

В результате дальнейшего исследования электрофореза было обнаружено, что многие экспериментальные факты ие укладываются в рамки теории Смолуховского. Так, оказалось, что в ряде случаев скорость электрофореза зависит от размера частиц и концентрации электролита. [c.74]

При определении значений -потен-циала с помощью электрофореза и электроосмоса приходится встречаться, с рядом частных экспериментальных, и теоре- тических трудностей, о которых будет сказано ниже. Тем не менее не следует делать вывода о недостоверности получаемых из опыта величин -потенциала. [c.202]

Создание количественной теории полярографических максимумов 1-го рода встречает значительные математические трудности, которые вызваны главным образом сложными геометрическими условиями. Строгая теория тангенциальных движений была разработана для свободной капли в электрическом поле. Рассмотрим вначале идеально поляризуемую каплю (рис. 105, а). Если ртутная капля в электролите оказывается во внешнем электрическом поле, то она приходит в движение. Механизм этого движения отличается от механизма электрофореза, а скорость его может превышать скорость электрокинетического движения при равных условиях на пять порядков. Из-за наличия двойного электрического слоя ток, проходящий через раствор, обтекает каплю и распределение электрических силовых линий вне двойного слоя оказывается таким же, как и вблизи изолятора. Однако внутри капли благодаря металлической проводимости потенциал остается постоянным. Чтобы это условие выполнялось, скачок потенциала в правой части капли должен быть выше, чем в левой. В результате возникает градиент пограничного натяжения, который приводит к вихревым движениям в капле (рис. 105, б). Эти движения вызывают реактивное отталкивание капли от окружающей среды и движение положительно заряженной капли по направлению поля, а отрицательно заряженной — в обратном направлении. Скорость этого движения [c.193]

Элементы теории миграции заряженных частиц при свободном и зонном электрофорезе. Допустим, что ионы и коллоидные частицы находятся под действием постоянного однородного электрического поля с напряженностью Е (В/м). Заряженные частицы будут двигаться в электрическом поле к противоположно заряженному электроду. Скорость движения для частицы сферической формы в бесконечно разбавленном растворе электролита можно выразить формулой [c.362]

Теория динамики неравновесной молекулярной сорбции газов и паров дана в работах А. А, Жуховицкого [22]. В последние годы наибольшее число теоретических исследований посвящено разработке теории ионообменной хроматографии [3, 4—7, 10, 22, 28—33, 34—39]. Представляет большой интерес совмещение хроматографического метода на ионитах с электрофорезом [23]. [c.147]

Многочисленные исследования электрофореза, проведенные в середине XX в., показали, что многие экспериментальные факты не укладываются в рамки изложенной простой теории. Так, было уст ц, в ряде случаев оказывается функцией радиуса [c.213]

Для учета этих факторов необходимо ввести поправки, аналогичные рассмотренным при электрофорезе (также в области г<Сб), однако подобная теория для капиллярных систем еще далека от завершения. [c.228]

Любую коллоидную частицу можно представить состоящей из одного гигантского полииона и множества противоионов. Поэтому любой золь (если он не находится в изоэлектрическом состоянии) является коллоидным электролитом. Действительно, свойства золей непрерывно переходят в свойства растворов электролитов, например электрофорез — в электромиграцию (движение ионов в электрическом поле). Двойной электрический слой в процессе предельного диспергирования превращается в ионную атмосферу, характеризующуюся теми же основными закономерностями трактовка Гуи переходит при этом в представления теории сильных электролитов Дебая — Хюккеля. С такими проявлениями глубокой общности свойств коллоидных и гомогенных растворов мы уже встречались. [c.321]

Результаты изучения электрофореза показали, что многие экспериментальные факты не укладываются в рамки изложенной простой теории. Так, было установлено, что и иногда оказывается функцией радиуса частиц и зависимость эта неодинакова в растворах различной концентрации. [c.198]

Теория поляризации тонкого ДЭС позволила получить простую формулу [17, (7.80)] для скорости электрофореза, уменьшающейся за счет поляризационных полей [см. (XII. 32)]. [c.223]

В теории поляризации специфические свойства поверхности не рассматриваются, в то время как в большинстве случаев на границе раздела фаз образуется поверхностный слой со свойствами, отличающимися от объемных. Например, диспергированные в неполярной среде капельки или частицы обладают электрическим зарядом, который возникает благодаря различным физико-химическим процессам. Анализ явлений в области сильной поляризации затруднен тем, что в диэлектрических системах одновременно может происходить несколько процессов, имеющих различную природу (электрофорез, дизлектрофорез и др.). В связи с этим оценку роли каждого фактора проводят, как правило, на модельных системах. [c.21]

Состояние воды у поверхности полностью еще не установлено. Дерягиным и другими исследователями показано, что значительные слои воды в действительности являются неподвижными. Имеется множество данных, согласующихся с этой теорией, но они не являются абсолютными. Большинство исследователей предполагают существование одного или двух молекулярных слоев вокруг ионов, связь которых ослабевает при увеличении расстояния. Имеются некоторые данные против наличия толстых вязких слоев, полученные из кинетики утончения пленки пены. Ликлема, Шолтен и Майзельс (1965) нашли, что утончение описывается гидродинамическим уравнением, основанном на предположении о нормальной вязкости они установили, что любые вязкие слои не могут достигать толщины 10 А. Тем не менее, эффективная вязкость внутри слоя Гуи остается неопределенной в теории электрофореза. [c.101]

Положения теории Гуи—Чаимена позволяют объяснить некоторые электрокинетические явления. Плоскость скольжения АВ (рис, П.9, г) при перемещении твердой и жидкой фаз относительно друг друга лежит в жидкости на некотором расстоянии Л от меж-фазной границы. Разность потенциалов между поверхностью скольжения и жидкой фазой называется электрокинетическим или -потенциалом. Она будет определять перемещение фаз при наложе-иин электрического поля, т. е. обусловливать явления электрофореза или электроосмоса. Электрокинетическнй или -потенциал является частью термодинамического потенциала фо. [c.54]

Основываясь на представлениях Квинке, Гельмгольц в 1879 г развил количественную теорию электрокинетических явлений пер вого рода (электроосмоса и электрофореза). В дальнейшем эта тео рия была распространена Смолуховским (см. [1 ]) и на электроки нетические явления второго рода (потенциал течения и седимента ционный потенциал). Выводы Гельмгольца были сделаны в доста точно общем виде, без специальных допущений относительно строе ния двойного слоя. Однако окончательные результаты он упростил предполагая, что двойной слой очень тонок. Вводя с самого начала это допущение, Перрен в 1904 г. предложил весьма наглядный и приводящий к тем же самым результатам вывод, которым мы здесь воспользуемся. Этот вопрос подробно рассмотрен в обзорной статье Смолуховского (см. [1 ]). [c.135]

И менее точен, но зато значительно проще, чем метод Тизелиуса. На полоску фильтровальной бумаги, увлажненной буферным раствором, наносят в форме поперечной черточки или пятна исследуемый биоколлоидный раствор. Полоску помещают в горизонтальном положении в закрытое пространство, а концы ее погружают в буферный раствор, где находятся электроды. После подключения источника электродвижущей силы электрическое поле вызывает движение компонентов, находящихся в черточке или пятне, вдоль полоски. Скорость перемещения компонентов зависит от их электрофоретической подвижности. Через некоторое время электрофорез прекращают, бумагу высушивают и погружают в раствор красителя, который на биоколлоиде адсорбируется сильнее, чем на бумаге. По полученному изображению видно положение компонентов в конце электрофореза, и можно судить об их числе и электрофоретической подвижности. Из сказанного выше видно, что бумага играет роль пористой среды, препятствующей растеканию компонентов и их конвективному перемешиванию со средой, в которой протекает электрофорез . В последнее время вместо бумаги используют гелеобразные среды (агар-агар, желатин), которые дают более резко очерченные зоны. Электрофорез на бумаге (и в других средах) сопровождается побочными явлениями, такими, например, как перенос вещества, вызываемый миграцией испаряющегося буфера (Машбёф, Ребейрот и др., 1953 г.). Кроме того, было установлено (Шелудко, Константинов, Цветанов, 1959 г.), что, например, в желатине не только сама электрофоретическая подвижность некоторых красителей меньше, чем в воде или водных растворах, но и соотношение между подвижностями компонентов в этом случае совсем иное. Эти особенности метода еще не до конца изучены. Поскольку рассматриваемый метод имеет важное практическое значение, различные проблемы создаваемой в настоящее время теории электрофореза в пористых и гелеобразных средах п разнообразные методы его использования являются предметом многих научных трудов. Некоторое представление о них читатель может получить из монографии [6 1. [c.158]

Наблюдаемое несоответствие теории и эксперимента получило объяснение в работах Дж. Овербека, Д. Генри, С, С. Духнна и др., в которых было показано, что наряду с силами и рассматриваемыми в теории Смолуховского, на скорость электрофореза влияют также силы Р,, [c.74]

Причиной возникновения заряда коллоидных частиц вначале считали переход электронов из одной фазы в другую при контакте двух фаз. Однако если бы эта точка зрения была правильной, то при электрофорезе должно было бы соблюдаться известное правило Кёна, согласно которому тела с большей диэлектрической проницаемостью должны заряжаться положительно, а с меньшей — отрицательно, поскольку первые обычно являются донорами, а вторые — акцепторами электронов. Для некоторых коллоидных систем, например для гид-. розолей серы или эмульсий масла в воде, это правило как будто соблюдается. Однако для большого класса коллоидных систем, а именно для коллоидных растворов металлов и их окислов в воде, оно оказалось совершенно неприемлемым. Частицы металлов, обладающих бесконечно большой диэлектрической проницаемостью, как правило, несут отрицательный заряд, тогда как вода, имеющая по сравнению с ними небольшую диэлектрическую проницаемость, оказывается заряженной положительно. Кроме того, опыт показал, что знак заряда коллоидной частицы может меняться на обратный под действием весьма небольших количеств некоторых электролитов, не влияющих сколько-нибудь заметно на ди-.электрическую проницаемость среды. Эти наблюдения показали несостоятельность теории, связывающей возникновение заряда, с контактом двух фаз. [c.171]

Теория неравновесных поверхностных сил диффузионной природы, развитая Б. В. Дерягиным и С. С. Духиным, имеет существенное значение при рассмотрении закономерностей электрокинетических явлений и взаимодействия поляризованных частиц. Учет диффузии и поляризации двойного слоя позволил Б. В. Дерягину и С. С. Духину предсказать новое явление, родственное электрофорезу, — иффузиофорез, заключающееся в движении дисперсных частиц при отсутствии внешного электрического поля под влиянием только перепада концентрации ионов. [c.197]

Первые исследования электрофореза для частиц, видимых под микроскопом, были сделаны Сведбергом, Кройтом и Ван-Арке-лем, Маттсоном и др. Теория этого явления, давшая возможность определить скачок потенциала на границе раздела из электрофоретических наблюдений, была разработана Гельмгольцем и Смолуховским на основании закономерностей, наблюденных еще Квинке и другими авторами, а также представлений [c.125]

Очевидно, что многие факторы, которые влияют на изменение вычисленной величины -потенциала по формулам классической теории для электроосмоса и потенциала течения, могут играть известную роль для электрофореза. При больших концентрациях суспензий и золей в макроэлектрофоретических методах может наблюдаться изменение электропроводности суспензии за счет поверхностной проводимости, изменение диэлектрической проницаемости и другие явления. Однако для электрофореза влияние этих факторов не исследовано с достаточной полнотой. Иллюстрацией учета поверхностной проводимости в исследованиях электрофореза могут служить данные, полученные И. Ф. Карповой для стеклянных шариков диаметром 10 мк в разбавленных растворах КС1. Для введения поправки была использована формула Бикермана для цилиндрических частиц, представляющая модификацию известного нам соотношения (77) [c.130]

Мы рассмотрели лишь некоторые, но наиболее важные примеры неравновесных электроповерхностных явлений, как линейных по полю (капиллярный осмос, диффузиофорез), так и нелинейных (диполофорез, электроориентационный эффект). Казалось бы, и классические электрокинетические явления (см. раздел ХП.З) следует также отнести к неравновесным электроповерхностным явлениям, поскольку они носят кинетический характер, сопряжены с потоками жидкости и заряда, отклоняющими ДЭС от строго равновесного состояния. Существенно, однако, что этим отклонением в первом приближении можно пренебречь Смолуховский установил законы электрокинетики в количественной форме, рассматривая ДЭС как равновесный. В следующем приближении можно учесть и это отклонение, что, например, в теории электрофореза приводит к поправкам (эффект релаксации, см. стр. 198). Рассмотренные здесь эффекты отличаются от классических электрокинетических явлений по той причине, что они могут всецело определяться отклонением ДЭС от равновесия равновесный ДЭС не вносит вклада в эти эффекты. [c.227]

Из этого качественного рассмотрения видно, что действующая электрическая сила (в явлениях электроосмоса и электрофореза), равная произведению заряда на градиент потенциала, тем больше, чем больше зарядов диффузного слоя оказывается в подвижной части жидкости. От этих зарядов зависит и величина конвективного тока, и, следовательно, величш1ы потенциалов течения и оседания. Таким образом, все эти явления должны быть развиты тем сильнее, чем больше подвижный заряд диффузного слоя и -потенциал границы скольжения. Отсюда следует, что -потенциал есть мера интенсивности электрокинетических явлений. С другой стороны, измеряя параметры этих явлений, можно вычислить -потенциал на основе теории, связывающей его с этими параметрами. К расбмотрению этой теории, разработанной Гельмгольцем около ста лет назад и развитой далее в трудах Перрена, Смолуховского и других ученых,, мы и переходим. [c.213]