Методичні рекомендації. Рис.11. Дослід Рейсса з електроосмосу (а) і рух рідини при електроосмосі (б)

А б

Рис.11. Дослід Рейсса з електроосмосу (а) і рух рідини при електроосмосі (б)

При пропусканні постійного електричного струму в U-подібній трубці, яка заповнена кварцовим піском і водою, біля негативно заряд­женого електрода (катода) рівень води підвищувався, а у другому коліні - знижувався. Рух рідини відбувався доти, поки не встановлюва­лась певна різниця рівнів рідини в U- подібній грубці (рівновага з гідро­статичним тиском). Оскільки без поруватої діафрагми переміщення ріди­ни не відбувалось, то Ф. Рейсс дійшов висновку, що при контакті з частинками кварцового піску рідина набувала заряду.

Механізм електроосмосу можна пояснити таким чином (рис.11, б). На внутрішній поверхні капілярів поруватої мембрани виникає подвійний електричний шар. Під дією зовнішнього електричного поля протиіони дифузного шару рухаються до відповідного електрода, захоплюючи ча­стину дисперсійного середовища. При цьому рух відбувається по "по­верхні ковзання" відносно нерухомого адсорбційного шару.

Метод електроосмосу мас широке практичне застосування у про­цесах зневоднення поруватих матеріалів і концентруванні колоїдних си­стем, для просочування поруватих матеріалів розчинами речовин, які поліпшують їх якість. У медицині його використовують для зневоднен­ня перев'язувального матеріалу.

Потенціали течії і седиментації. У другій половині XIX ст. були відкриті ще два електрокінетичні явища, які протилежні до електрофо­резу та електроосмосу.

У 1859 р. Квінке виявив, що при протіканні рідини крізь порувату мембрану виникає різниця потенціалів, яку назвали потенціалом течії або перебігу (рис.12, а). Потенціал течії (перебігу) - це різниця по­тенціалів, що виникає під час руху дисперсійного середовища відносно нерухомої дисперсної фази.

Це явище пояснюється тим, що в результаті руху рідини під дією гідростатичного тиску крізь капіляри або пори, стінки яких мають елек­тричний заряд, деформується подвійний електричний шар і йони дифуз­ного шару зміщуються у напрямку руху рідини. Перенесення зарядів є причиною виникнення на кінцях капілярів мембрани різниці потенціалів-потенціалу перебігу. Останній є причиною виникнення біопотенціалів. При протіканні крові по капілярах кровоносної системи виникає потенці­ал перебігу, який фіксується Q-зубцем на кардіограмі людини.

Рис.12. Схема експериментів Квінке потенціалу течії (а) та Дорна з

потенціалу седиментації (б)

У 1878 р. Г. Дорн спостерігав явище, протилежне електрофорезу-виникнення потенціалу седиментації (осідання) - різниці потенці­алів, що виникає в процесі осідання частинок дисперсної фази у нерухомому дисперсійному середовищі (рис. 12, б). Суть його по­лягаєв тому, що при осіданні частинок дисперсної фази (наприклад, кварцу) у воді під дією сили тяжіння виникає різниця потенціалів між верхні­ми і нижніми шарами гетерогенної системи. Ефект Дорна також зумов­лений деформацією подвійного електричного шару при терті осідаючих частинок із частинками середовища.

Потенціал седиментації виникає під час осідання формених еле­ментів крові. Еритроцити, лейкоцити, тромбоцити тощо, які мають нега­тивний заряд і питома вага яких більша, ніж плазми, осідають на дно посудини. Протиіони дифузного шару (катіони) відстають від руху фор­мених елементів і тому нижні шари набувають негативного, а верхні - позитивного заряду (рис. 13.).

Рис. 13. Схема виникнення потенціалу осідання при стоянні крові

Електрокінетичні явища другого роду спостерігаються і при осі­данні дисперсної фази в суспензіях та розділенні фаз в емульсіях. По­тенціал седиментації виникає при роботі центрифуги. На кінцях трубо­проводів і апаратів виникають високі різниці потенціалів

1. При вивченні першого питання записати визначення всіх термінів.

2. При опрацюванні другого питання розглянути схему приладу для проведення електрофорезу і його застосування в медицині.

3. Розглядаючи третє питання, дослідити механізм електроосмосу за малюнком.

4. При розгляді четвертого питання записати визначення електрокінетичних явищ другого роду.

Запитання для самоперевірки:

1. Які явища відносять до електрокінетичних та як їх класифікують?

2. Охарактеризувати застосування електрофорезу в медицині.

3. У яких випадках виникають потенціали течії та седиментації?

Тести для самоконтролю

Дата добавления: 2015-05-23