Практическое применение электрофореза.

В технике и различных производствах:

– Фарфоровое дело

– Очистка воздуха

– Покрытие изделий защитными пленками

• В клинической практике:

– Местное введение лекарственных форм

– Электрофоретическое разделение белков по отдельным фракциям

– Исследование нормальных и патологических сывороток, нуклеопротеидов, чистых белков и их смесей

 

Обратные электрокинетические явления: потенциал седиментации и потенциал протекания.

обратные кинетические явления:

• Смещение заряженной частицы по отношения к дисперсионной среде вызывает потенциал оседания (эффект Дорна)

• При течении жидкости происходит смещение жидкой фазы по отношению к твердой и на концах капилляра возникает потенциал (эффект Квинке)

 

Понятие об электротермодинамическом и электрокинетическом потенциалах,их возникновение в коллоидных системах.

Электрокинетический потенциал (ζ) – заряд гранулы – важнейшая характеристика коллоидных растворов, влияющая на их устойчивость. Разность потенциалов между дисперсной фазой и дисперсной средой – электродинамический потенциал(φ).

 

470) Уравнение Гельмгольца-Смолуховского для электрокинетического потенциала(дзета-потенциала).

Расчет скорости движения коллоидных частиц в электрическом поле (U):

U =Неζ/4πη

U – скорость движения частицы

Н – напряженность электрического поля

е – диэлектрическая проницаемость среды

η – вязкость среды

 

Объясните влияние температуры на величину дзета-потенциала (заряд гранулы) дисперсных систем.

Температура (часть ионов из адсорбционного слоя выйдет в диффузный в результате теплового движения - ζ-потенциал увеличивается)

 

Объясните влияние разбавления на величину дзета-потенциала (заряд гранулы) дисперсных систем.

Добавление к коллоидному раствору электролитов (сжимают диффузный слой, часть ионов из него переходит в адсорбционный и ζ-потенциал уменьшается)

• Чем больше полярность растворителя, тем больше ζ-потенциал

 

Объясните влияние рН среды на величину дзета-потенциала (заряд гранулы) дисперсных систем.

рН среды (и Н⁺ и ОН^- хорошо адсорбируются на коллоидных частицах)

Понятие о кинетической устойчивости коллоидных растворов.Факторы, обусловливающие кинетическую устойчивость.

Способность дисперсных частиц удерживаться во взвешенном состоянии под влиянием броуновского движения и противостоять действию сил тяжести

Факторы кинетической устойчивости:

• Броуновское движение

• Степень дисперсности

• Вязкость дисперсионной среды

• Разность плотностей фазы и среды

 

Понятие об агрегативной устойчивости коллоидных растворов.Факторы, обусловливающие агрегативную устойчивость.

Способность частиц дисперсной фазы поддерживать определенную степень дисперсности (препятствовать образованию агрегатов)

Факторы агрегативной устойчивости:

• Заряд частиц

• Сольватная оболочка

• Температура

 

Понятие о старении и коагуляции коллоидных растворов. Факторы, вызывающие коагуляцию.

Процесс объединения частиц в более крупные агрегаты

Скорость коагуляции тем больше, чем меньше ζ - потенциал (меньше заряд частицы)

• Процесс самопроизвольной коагуляции золей – старение. Факторы влияющие на скорость коагуляции: Температура

Концентрация золя

Электрический ток

Лучистая энергия

Добавление электролитов

 

Механизм коагулирующего действия электролитов.

Коагулирующим действием в электролите обладают те ионы, которые имеют заряд, противоположный заряду гранул

• Для начала коагуляции необходимо достичь порога коагуляции – некоторой минимальной концентрации электролита (ммоль/л), который нужно добавить к 1л золя, чтобы вызвать его явную коагуляцию. Механизм коагулирующего действия ионов:

• Сжатие диффузного слоя противоионов

• Избирательная адсорбция ионов

• Уменьшение ζ - потенциала

• Уменьшение расклинивающего действия дисперсионной среды

 

479) Порог коагуляции, коагулирующая способность электролитов.Правило "значности" Шульце-Гарди для коагуляции золей электролитами.

Для начала коагуляции необходимо достичь порога коагуляции – некоторой минимальной концентрации электролита (ммоль/л), который нужно добавить к 1л золя, чтобы вызвать его явную коагуляцию. Правило значности Шульце Харди: Коагулирующая сила иона тем больше, чем больше его заряд

• Коагулирующая способность двухзарядных ионов в десятки раз, а трехзарядных – в сотни раз выше, чем у однозарядных ионов

As₂S₃ – отрицательно заряженный золь

K⁺ Ba²⁺ Al³⁺

1: 72: 540

Fe(OH)₃ – положительно заряженный золь

Br^- SO₄^2-

1: 60

Механизм коагулирующего действия:

Сжатие диффузного слоя противоионов

Избирательная адсорбция ионов

Уменьшение ζ - потенциала

Уменьшение расклинивающего действия дисперсионной среды

Коагулирующая способность зависит от:

От способности ионов адсорбироваться на коллоидных частицах

От степени гидратации

 

Лиотропные ряды коагулирующей способности ионов.

Коагулирующая способность зависит от:

От способности ионов адсорбироваться на коллоидных частицах

От степени гидратации

Лиотропные ряды:

Cs⁺ > Rb⁺ > K⁺ > Na⁺ > Li⁺

Ba²⁺ > Sr²⁺ > Ca²⁺ > Mg²⁺ > Be²⁺

Cl^- > Br⁺ > NO₃^- > J^- > CNS^-

 

Чередование зон коагуляции коллоидных растворов. Сущность явления.

Перезарядка наблюдается при добавлении, как правило, многозарядных ионов. Они обладают большой адсорбирующей способностью

• Избыток ионов Fe³⁺ притягивает ионы Cl^- и это меняет знак ζ-потенциала

• Чередование зон коагуляции – чередование зон электронейтральности и заряженности частиц

 

Кинетика коагуляции золей под действием электролитов.Понятие о скрытой, явной, медленной, быстрой коагуляции.

Скрытая коагуляция – при увеличении концентрации электролита начинается образование частиц низших порядков

Явная коагуляция – видимые изменения золя (помутнение, изменение окраски)

– Медленная коагуляция – увеличение концентрации электролита ускоряет коагуляцию

– Быстрая коагуляция – увеличение концентрации электролита не влияет на скорость коагуляции

 

Коагуляция золей смесями электролитов.

Коагуляция смесями электролитов.

• Аддитивность (суммирование) – коагулирующий эффект от двух электролитов равен сумме эффектов каждого из них

• Синергизм – один электролит несколько усиливает коагулирующее действие другого

• Антагонизм – общий эффект электролитов больше эффектов каждого из них (один электролит ослабляет действие другого)

 

Явление привыкания при коагуляции золей, его механизм.

При медленном добавлении электролита, или порциями через большие промежутки времени, коагуляция может не наступить

Происходит образование новых химических соединений (пептизаторов), которые придают частицам достаточный ζ - потенциал

 

Взаимная коагуляция золей. Применение.

Происходит, если смешать два коллоидных раствора, у которых частицы имеют противоположный заряд

Применяется:

Для очистки воды от частиц глины и органических примесей

Аl₂(SO₄)₃ + 6H₂O = Al(OH)₃⁺ + 3Н₂SO₄

^золь

 

Коллоидная защита. Механизм коллоидной защиты.

Коллоидная защита. При добавлении к гидрофобному золю высокомолекулярных веществ происходит их адсорбция на коллоидных частицах и образование агрегатов, обладающих гидрофильными свойствами (белки, углеводы, желатин, казеин, альбумин, коллоидные ПАВ)

В присутствии высокомолекулярных веществ коллоидные растворы можно сконцентрировать вплоть до высыхания, а затем, добавив растворитель, снова получить коллоидные растворы – свойство обратимости

Количественная характеристика коллоидной защиты.

количественная характеристика коллоидной защиты. «золотое число». Число мг сухого высокомолекулярного вещества, которое нужно добавить к 10 мл красного золя золота, чтобы предотвратить его коагуляцию при добавлении 1 мл 10% раствора NaCl

Золотые числа условны, так как на защитное действие вещества влияет дисперсность золя, молекулярный вес защитного вещества, значение рН системы