Электрофорез

Электрофорез, к а т а ф о р е з, явление переноса взвешенных дисперсных частиц

в дисперсной среде под влиянием приложенной извне постоянной разности потенциалов, то есть под влиянием электрич. тока, проходящего через данную дисперсную систему. Э. является прямым доказательством наличия поверхностного электрич. заряда у дисперсных частиц (частиц дисперсной фазы) в суспензиях (смотрите), эмульсиях (смотрите), дымах и туманах (смотрите). Для лабораторного исследования Э. применяется аппарат Кена (фигура). При помощи воронки с краном С и кранов Ап В прибор заполняется достаточно высокодисперсной суспензией (коллоидным раствором) так, чтобы в верхней части трубок у электродов E, Е" находился резко отграниченный слой чистой воды или слабого раствора электролита (вообще дисперсионной среды). При наложении между электродами постоянной разности потенциалов Е, то есть при пропускании тока г, измеряется перемещение границы между дисперсной системой и чистой дисперсионной средой, соответствующее данному времени τ. Помещая еще один кран В например между краном В и электродом, можно определить анализом изменение массы дсиперс-ной фазы в пространстве между обоими кранами ВВ а отсюда точнее измерить подвижность дисперсных частиц по их переносу (аналогично ч переноса ионов в растворах электролитов). Применяется также микроскопическая (ультрамикроскопическая) методика измерения Э. Кен установил правило знака заряда, согласно которому из двух соприкасающихся фаз дисперсной системы положительный заряд приобретает фаза, имеющая наибольшую диэлектрическую постоянную. Поэтому дисперсные частицы в водной среде, например глобулы масла в эмульсиях, обычно заряжены отрицательно, т. к. вода имеет наибольшую диэлектрич. постоянную. Однако правило Кена так же, как и имеющее с ним много общего правило уравнивания полярности (смотрите Полярность, Поверхностное натяжение, Свободная поверхностная энергия), сохраняет свое значение только в отсутствии адсорбированных слоев ионов, изменяющих условия на поверхности, то есть в отсутствии электролитов, обычно содержащихся в водной фазе.

Электрофоретическая скорость переноса дисперсных частиц и выражается след, ур-иями:

Ιπη

(для палочкообразных—цилиндрич.—частиц) и

ξΕ iD

и =

βπη

(для сферических частиц, окруженных диффузным двойным слоем). Пояснение обозначений и вывод см. Электроосмос. в последнем ур-ии связано с выражением для силы сопротивления вязкой среды движению в ней шарика радиуса (по Стоксу):

γ=6 щги.

Применение Э. в технике чрезвычайно разнообразно: при очистке газов от взвешенных частиц пыли (дыма), для извлечения ценных пылеобразных отходов (например металлич. пыл ей)—метод Котреля, для разрушения (оса-

ждения) туманов, для обезвоживания нефти, то есть для извлечения из сырой нефти эмульгированной в ней воды (смотрите Эмульсии). Э. является удобным технич. методом обезвоживания твердых дисперсных систем, например глин (каолина), торфа—метод Шверина. При этом на одном из электродов образуется водный слой сильно обезвоженного осадка из первоначальной водной суспензии. Подобным же образом Э. может быть применен для концентрирования латекса (природной каучуковой эмульсии) осаждением каучука на электроде.

Лит.: Freundlich Н., Kapillarchemie, В. 1—2, Lpz., 1930—32; Coehn A., «Wied. Ann. d. Phys.», Lpz., 1898, B. 64, p. 217; «Ztschr. f. Elektrochemie s Lpz., 1 908, B. 15, p. 653; Ellis, «Ztschr. f. phys. Chem.», Leipzig, 1912, B. 78, p. 321; Powis, ibid., 1915, B. 89, p. 91; Audubert, «Ann. de phys.», Paris, 1922, serie 9, t. 18, p. 34; Gyemant A., Grundzuge d. Kolloidphysik, Braunschweig, 1925. П. Ребиндер.