химический каталог




Курс коллоидной химии

Автор С.С.Воюцкий

яют от воронки и сливиой трубки 7 и соедиииют с иеполиризующимиси электродами 3 цинковыми палочками в насыщенном растворе сульфата циика.

Как правило, электрофорез проводят при постоянном токе, причем в электрическую цепь прибора вводят переключатель для перемены направления тока. Интересно, что Сведберг еще в 1919 г. использовал для определении электро-форетическоЙ скорости переменный ток, при котором частицы совершают колебания и видны в ультрамикроскопе с темным полем как светлые линии определенной длины. Зная частоту тока и измерив длину светлой линии, можно вычислить электрофоретическую скорость.

В заключение следует указать, что описанный метод определения электрофоретической подвижности можно применять и к растворам высокомолекулярных соединений, отдельные молекулы которых в ультрамикроскопе не видимы. Для этого в раствор вводят малые частицы кварца или угля, которые адсорбируют на себе высокомолекулярное вещество. Как показали многие эксперименты, электрофоретическая подвижность таких частиц такая же, как и подвижность свободных макромолекул. Это становится понятным, если учесть, что электрофоретическая скорость, согласно уравнению Гельмгольца — Смолуховского, не зависит от размера частиц. Однако всегда следует помнить, что ^-потенциал, вычисленный по результатам таких измерений, является в некоторой степени фиктивной величиной, так как в этом случае довольно трудно представить себе наличие двойного слоя с более или менее постоянным потенциалом.

Электроосмотические методы

Как мы уже зиаем, С-потеициал можно вычислить ие только по скорости электрофореза, но и по электроосмотической скорости передвижении. Хотя прямое определение электроосмотической скорости возможно, гораздо удобнее для вычислении С-потенциала измерять объем жидкости, проходящий при электроосмосе через капиллир или пористую мембрану, или давление, развивающееся в результате электроосмотического движения жидкости.

Определение по объему электроосмотическ-н перенесенной жидкости. Дли объема жидкости V, протекающего через одиночный капиллир радиуса г в единицу времени, очевидно, справедливо выражение:

Следует помнить, что при электроосмотическом течении жидкости через капилляр движущая сила имеет электрическую природу и она действует на периферические части цилиндра жидкости, заполняющей капилляр, где сосредоточены свободные противоионы. В результате этого при наложении электрического поля скорость движения жидкости в капилляре будет сначала максимальной у стенки капиллира и минимальной у его оси. Затем, вследствие трения между слоями жидкости, скорости выравниваются и при стационарном режиме течения жидкость движется практически с одинаковой скоростью по всему течению капилляра. Схема, иллюстрирующая установление стационарного течения при электроосмосе, приведена иа рис. VII, 29а

При электроосмосе характер движении жидкости прямо противоположен тому, который наблюдалси бы при движении жидкости под влиянием гидростатического давления, когда в начале течения скорости жидкости всюду равны. Однако в последнем случае постепенно начинает сказыватьси трение у стенки, скорость течения периферийных слоев становится меньше, чем центральных, и, наконец, эпюра скоростей при стационарном режиме течения принимает форму параболы (рис. VII, 296).

Пористую мембрану, согласно Смолухонскому, можно рассматривать как сумму капилляров с общей площадью сечения s. Тогда объем жидкости, элек-троосмотически протекающей в единицу времени через мембрану, будет выражаться следующим уравнеиием:

v-su-t^t (VI,-52>

С< I? 1

а приложенная разность потенциалов; / — сила ~Л ^\

R — электрическое сопротивление системы. ?Е I г? J г^гу

ическое сопротивление раствора электролита %} =zj ^zy/

Таким образом, объем жидкости, электроосмотически перенесенной через мембрану, прямо пропорционален поперечному сечению капилляров, диэлектрической проницаемости, ^-потенциалу, приложенной электродвижущей силе и обратно пропорционален вязкости жидкости.

Согласно закону Ома:

E=*IR (VII, 53)

где Е тока;

Электрическое сопротивление раствора электролита

равно: 0

Я ~ — (VII,54} . л „

ys Рис. VII, 29. Схема, поясняющая установление

где L — толщина слоя раствора; s —площадь сече- стационарного режима

ния; V — удельная электр#пооводиость раствора. Под- течения жидкости в наставляя в уравнение (VII, 53) приведенное выраже- пилляре:

ние для R, получим: о—при электроосмосе; б—под

IL ,„,. действием гидростатического*

?-=*//?«= (VII, 55) давления.

Пользуясь этим выражением для Е, градиент внешнего потенциала можно выразить следующим образом:

H^E^JL^-L (VII, 56>

L syL ys * r

Подставляя найденное значение градиента в уравнение (VII, 52), имеем:

4пг\ 4JIT)y$ 4ntiv

(VII, 57>

Так как в уравнение (VII, 57) не входит ни L, ни s, то, очевидно, при постоян* ной силе тока объем жидкости, прошедший сквозь мембрану, ие зависит от поперечного сечения и длины капилляров, Правильность уравнения (VII, 57) была подтверждена опытами Видемана.

Из уравнения (VII, 57) легко найти значение С-потеициала:

(VII, 58>

По аналогии с уравнением (VII, 46) правую часть этого уравнения надо умножить на 3002 для того, чтобы ^-потенциал был выражен в вольтах. Тогда уравнение (VII, 58) будет иметь вид:

e_tonvV3oo» (VII>59>

Таким образом, для того чтобы определить значение ^-потенциала по электроосмосу, следует экспериментально определить объем жидкости, перенесеннойчерез капилляр или пористую мембрану, удельную электропроводность раствора и силу тока, при которой проводился электроосмос. Остальные величины берут -обычно из справочников.

При использовании уравнения (VII, 58) необходимо учитывать возможность явления так называемой поверхностной проводимости. Это явление сводится к тому, что находящиеся около межфазной границы ионы изменяют состав среды, а следовательно, и удельную электропроводность раствора у межфазиой границы. Если радиус капилляра достаточно велик по сравнению с толщиной слоя у стенки, где проявляется поверхностная проводимость, средняя электропроводность раствора остается приблизительно той же, что и в его объеме, и величина у в уравнении (VII, 58) является удельной электропроводностью раствора.

100

US

г, мкм

Рис. VII, 30. Зависимость ^-потенциала от радиуса капилляра г с учетом (/) и без учета (2) поверхностной проводимости: Д—мембрана из кварца; Б—мембрана нз корунда.

^Если же капилляры тонкие, это условие не соблюдается и у становится уже функцией радиуса капилляра. В этом случае вместо уравнения (VII, 58) следует -пользоваться уравнением:

е.*и1(тН-Оу^)У (VII>60)

•где О — длина окружности капилляра; s — его сечение; у* — поверхностная проводимость.

Множитель (у -f Oy»/s) в числителе уравнения (VII, 60) ставится вместо величины у. исходя из следующих соображений. Электропроводность жидкости, заполняющей капилляр, у равна сумме электропроводностей (обратных сопротивлений) об

страница 72
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189

Скачать книгу "Курс коллоидной химии" (4.52Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
кухонный стол орлеан
наклейки 3д для машин вязьме большие в контакте
скамейка в раздевалку
марат и маркиз де сад

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(26.04.2017)