Электрокинетические явления.

Если поместить золь в постоянное электрическое поле, то как и в растворах электролитов, заряженные частицы будут двигаться к противоположно заряженным электродам: коллоидная частица с адсорбированными на ней противоионами – в одну сторону противоионы диффузного слоя – в другую. Сила, с которой электрическое поле действует на частицы и, следовательно, скорость движения частиц, очевидно, будет пропорционапьна дзета-потенциалу. Движение частиц дисперсной фазы в электрическом поле называется электрофорезом. Явление электрофореза можно наблюдать, поместив в U-образную трубку какой-либо окрашенный золь, поверх которого налит не смешивающийся с золем бесцветный электролит. Если опустить в электролит электроды и наложить разность потенциалов, то граница окрашенного золя в одном из колен трубки будет подниматься, в другом – опускаться. Если поместить в U-образную трубку пористую перегородку (например, мелкий кварцевый песок) и заполнить её водой, то при наложении разности потенциалов в одном колене будет наблюдаться подъем уровня жидкости, в другом - его опускание. Движение дисперсной среды в электрическом поле относительно неподвижной дисперсной фазы (в рассмотренном случае – относительно поверхности пористых тел) называется электроосмосом Явления электрофореза и электроосмоса получили общее название электрокинетических явлений.

Электрофорез – движение заряженных коллоидных частиц в электрическом поле.

Скорость электрофореза зависит от потенциала на границе скольжения, разделяющей две перемещающиеся друг относительно друга части мицеллы.

Потенциал двойного слоя, отвечающий границе скольжения, называется электрокинетическим или x-потенциалом (дзета-потенциалом). Место границы скольжения определяется действием адсорбционных и электрических сил, а также свойствами раствора, окружающего частицы, в частности, вязкостью прилегающих слоев жидкости. Граница скольжения может совпадать с границей между адсорбционными и диффузным слоями или находится несколько дальше от поверхности, где-то в диффузном слое.

Дзета-потенциал является важной характеристикой коллоидных систем. Во многих случаях отмечается закономерность: чем больше величина x-потенциала, тем выше устойчивость золя. При значениях x-потенциала ниже 0,03 В (критический потенциал) наступает коагуляция золя.

Поверхность некоторых веществ при погружении в воду приобретает электрический заряд (целлюлоза, шелк, стекло, песок). Так целлюлоза при погружении в воду заряжается отрицательно. На этом явлении основан метод капиллярного анализа. Вода поднимается вверх по полоске фильтровальной бумаги, опущенной одним концом в воду. Поднятие воды по капиллярам бумаги происходит под действием сил поверхностного натяжения. Если в воде находятся отрицательно заряженные коллоидные частицы, то они не притягиваются капиллярами поверхности бумаги и двигаются вверх вместе с водой. Если частицы имеют положительный заряд, то они не будут подниматься, а осядут на поверхности бумаги. Высота и скорость капиллярного подъема зависят также от качества фильтровальной бумаги.

Таким образом, можно определить знак заряда частиц золя. Особенно удобен капиллярный метод для определения знака заряда частиц красителей в их золях.

Кроме определения знака заряды частиц, капиллярный метод можно применять для анализа смесей различных окрашенных веществ. Например, при погружении кончика полоски фильтровальной бумаги в раствор, содержащей смесь флюоресцеина (желтого красителя) и метиленового голубого, по этой полоске будет подниматься только флюоресцеин.

Цель работы.

Определить знак заряда коллоидных частиц красителей методом капиллярного анализа.

Реактивы.

1%-ные растворы красителей:

· Фуксин.

· Феноловый красный.

· Метиленовый синий.

· Флюоресцеин.

· Конго красный.

· Сафранин.

Оборудование и посуда.

· Стаканы на 50 мл.

· Полоски фильтровальной бумаги.