Электрокинетикалық құбылыстар. Коэн ережесі Электрофорез

Капиллярға немесе шала өткізгіш қалқаға электр өрісімен әсер еткенде, олардан ағып жатқан сүйықтың жылдамдығының өзгеруін электроосмос дейді.

Электр кернеулігінің әсерінен сүйықтардағы дисперсиялық ұнтақталған бөлшектер қозғалысқа келетін болса - оны электрофорез құбылысы деп атайды.

Электр кернеулік электроосмос және электрофорез құбылыстарын қамтамасыз етеді, ал сұйықтардағы қозғалыс электр кернеулігін туғызады.

Мысалы: Сұйық капилляр түтікшелерінен ағып өткенде ағын потенциалы пайда болса, сұйықтардағы ұнтақталған диперсиялық бөлшектердің шөгуін – седиментация немесе шөгу потенциалы деп атайды.

Қорыта айтқанда, электр кернеулігі қозғалыс туғызса (электросмос, электрофорез), қозғалыс электр кернеулігін туғызады, яғни ағын потенециялы мен шөгу потенциалы пайда болады. Осы құбылыстарды электрокинетикалық құбылыстар деп атайды.

Мысалы: Қатты дене мен сұйықтың бір – біріне түйіскен шекарасын алайық – бұл жерде қос диффузиялық электр қабаты пайда болады.

Қатты денемен – сұйық шекарасын пайда болған осы қос қабатты конденсатор деуге болады, олардың астарларымен (беттер) сұйық молекулаларының арасында потенциалдар айрымы пайда болды. Сөйтіп қатты дененің бетіне жабысқан сұйық молекулалармен, сұйықтың арасында потенциалдар айырымы пайда болады. Осыны электрокинетикалық немесе дзета потенциал деп атайды.

Электрокинетикалық потенциалдың шамасы - қатты дене ішіне енген иондардың санымен диффузиялық қабаттың қалындығына байланысты. Бір – бірмен түйіскен денелердің қайсысы оң, қайсысы теріс зарядталғанын анықтау үшін Коэн ережесі пайдаланылады. Бұл ереже бойынша екі дененің қайсысының диэлектрлік өтімділігі көп болса, сол оң зарядталған деп есептеледі.

Мысылы: Шыны мен су, – судың диэлектрлік өтімділігі ε_су = 81, ал шынының диэлектрлік өтімділігі ε_шыны = 6 –10, Коэн ережесі бойынша су оң зарядталған, ал шыны теріс зарядталған болады. Шыны мен трансформаторлық майды алсақ→ ε_май = 2,2; ε_ш = 6 –10, мұнда шыны оң зарядталған, ал май теріс зарядталған болады.

Сонымен, электрокинетикалық потенциалдың шамасын өлшеп білу, электроосмос, электрофорез құбылыстарын зерттеуге көп көмегін тигізеді.

Электрофорез. –Макроиондардың немесе коллоид бөлшектерінің сыртқы электр өрісінің нәтижесінде бағытталған қозалуын электрофорез деп атайды.

Электрофорезді 1807 ж П.Рейсс ашқан. Электрофорез электрокенетикалық құбылыстың бір түрі.

Электр өрісінің әсерінен қозалысқа түсетін бөлшектің жылдамдығы Смолуховскийдің теңдеуімен анықталды.

(1)

Мұндағы: ε –диффузиялық электрлік өтімділік

Е электр өрісінің кернеулігі

Z - дзете потенциал.

- ортаның тұтқырлығы

Смолуховскийдің теңдеуімен, эритроциттердің, лейкоциттердің жылдамдығын анықтауға болады.

1-ші теңдеуден электрокинетикалық потенциал

(2)

Электрофорез құбылысы өнеркәсіпте биохимияда, мал дәрігерлігі мен медицинада кеңінен қолданылады. Биохимияда болоктарды витаминдерді, вирустарды, клеткаларды тазалау, бөлу үшін электрофорез пайдаланады. Электрофорездің ионофорез деген түрі медицина мен ветеринарияда пайдаланылады. Оны кейде дәрілік электрофорез деп атайды. Дәрілік электрофорез дегеніміз физиотерепия тәсілі - ол арқылы емдік дәрілердің иондары организмге тұрақты ток көмегімен енгізіледі.

Дәрілік электрофорез арқылы денеге бірнеше дәрінің иондарын бірден жіберуге болады. Дәрілік электрофорез кезінде дәрілердің емдік қасеттерімен қатар тұрақты токтың да емдік қасйеті пайдаланылады.

Электродтқа оралған матаны денеге енгізілетін дәрі ертіндісіне батырып алып, сол электродты денеге жабыстырады. Сөйтіп олардан тұрақты ток жібереді. Денеге енгізілген дәрінің иондары қанмен араласып бүкіл денеге таралады. Иондардың денеге қаншалықты тереңдей енуі ток күшіне, енгізу уақытына, дәрілік молекулалардың шамасына, дәрінің концентрациясына байланысты. Электрофорез кезінде пайдаланылған токтың тығыздығы j = 2 – 3А/м²

Денеге дәрілерді енгізу уақыты – сеанспен белгіленеді. Бір сеанстың ұзақтығы 30 мин. Ал сеанстың жилігі енгізілетін дәріге байланысты әр түрлі.

Мысалы Денеге стрептомицин немесе биомицин енгізілсе ол денеде 12 сағат сақталады, яғни сөткесіне 2 рет сеанс жасау керек, яғни оның жилігі 2- ге тең.