КАТАФОРЕЗ
Спасибо нашим инвесторам из казино онлайн
КАТАФОРЕЗ , движение взвешенных частиц под влиянием внешнего электрического поля. — Электр о кинетические явления. Если в жидкости взвешены частицы, несущие на своей поверхности электрический заряд, то при пропускании электрического тока взвесь будет переноситься к противоположно заряженному полюсу. Это явление, замеченное уже в начале прошлого века Рейсом (Reuss), получило название К. или электрофореза. Направление К. определяется знаком электрического заряда взвешенных частиц: положительные частицы переносятся к катоду, отрицательные—к аноду. Скорость К. зависит от величины пограничной разности потенциалов. Если твердое тело укреплено неподвижно в виде пористой пробки или диафрагмы, перегораживающей сосуд между электродами, то при пропускании тока перемещается жидкость: вместо К. получается электроосмос. Изучение электрокинетических явлений (движения жидкости или взвешенных в ней частиц в электрическом поле) позволяет даже у мельчайших частиц исследовать электрические свойства их по^ граничной поверхности, величину и знак пограничной разности потенциалов.—Теория электрокинетических явлений была количественно разработана гл. обр. Гельм-гольцем (Helmholtz), а затем Смолуховским и Переном (Smoluchowski, Perrin). Скорость К. выражается формулой: где Е —разность потенциалов (в вольтах на см), вызванная внешней электродвижущей силой, г—разность потенциалов на границе твердой частицы и жидкости, г\ —вязкость и D—диэлектрическая постоянная жидкости. В этой формуле нет ни одной величины, зависящей от размеров частицы. Объясняется это тем, что с увеличением поверхности частицы ее заряд (а следовательно и действующая на нее сила) возрастает в такой же мере, как встречаемое ею при движении сопротивление. Т. о. скорость К. прямо пропорциональна пограничному потенциалу и не зависит от величины частиц. При одинаковом значении пограничного потенциала все взвешенные в данной жидкости частицы, независимо от их размеров, движутся в постоянном электрическом поле с равной скоростью. Опыт показывает, что в воде тела самой различной хим. природы (клетки бактерий и простейших, микроскоп, частицы суспенсий и ультрамикроскоп, коллоидные частицы) имеют приблизительно одинаковую скорость К. Очевидно самые различные тела заряжаются в воде до приблизительно одинакового потенциала, равного, как показывают вычисления, нескольким десяткам милливольт. Во внешнем поле, дающем разность потенциалов в 1 вольт на 1 см, скорость движения взвешенных частиц равняется в среднем 2—4 fi/сек. Интересно отметить, что скорость электрического переноса большинства ионов имеет приблизительно такую же величину, к-рая остается т. о. неизменной при увеличении размеров в несколько тысяч раз. Абсолютная величина электрического заряда при этом конечно во много раз возрастает. Заряд коллоидной частицы может в несколько тысяч раз превышать заряд одновалентного иона. Согласно теории Гельмгольца пограничная разность потенциалов зависит от неравномерного распределения ионов на границе раздела фаз. Ионы одного знака преобладают близ поверхности твердого тела, создавая здесь электрический заряд. Силы электростатического притяжения вызывают в непосредственно прилегающем слое жидкости накопление совершенно одинакового избытка ионов противоположного знака. Такое распределение ионов Гельмгольц назвал электрическим «двойным слоем» (см.). Одна половина двойного слоя непосредственно прилегает к поверхности твердого тела, другая лежит в свободно подвижном слое воды. Если твердое тело неподвижно, внешний ионный слой увлекает в своем движении прилежащие частицы жидкости. Разность потенциалов между внутренней и наружной частями двойного слоя представляет электрокинетическую разность потенциалов, от к-рой зависят явления К. и электроосмоса. Т. о. электрокйнетическая разность потенциалов связана с узкой зоной двойного слоя и, как показал Фрейндлих (Freundlich), может сильно отличаться от измеряемой при помощи других методов общей разности между потенциалами, господствующими в середине каждой фазы. Методы измерения. Для измерения скорости К. исследуемую взвесь помещают в U-образную трубку и осторожно наслаи – вают поверх нее чистую воду, в которую погружают оба электрода. Между взвесью и водой сохраняется резкая граница, скорость перемещения к-рой легко измерить. Измерение значительно усложняется в тех случаях, когда исследованию подвергаются не однородные взвеси в целом, а отдельные ми-кроскопич. объекты, н