ФедеральнеАгентство з освіти РФ
ШахтинськогоІНСТИТУТ (ФІЛІЯ)
ПІВДЕННО-РОСІЙСЬКОГОДЕРЖАВНОГО
ТЕХНІЧНОГОУНІВЕРСИТЕТУ (НПІ)
Факультет ГЕФ
Кафедра ЕУП
Спеціальність080502
РЕФЕРАТ
по ФізичноїХімії
на тему: В«Електрофорез і електроосмосВ»
Студент групи 3-4а
ШевченкаЕ.А.
Керівниквикладач
МолчановС.В.
До захисту Захистприйнята з оцінкою В«__В» __________2008 р. ________________________
___________________В«__В» ____________ 2008
___________________________________________
підпис підпис
Шахти 2008
Анотація
У даному рефератірозглядаються загальні відомості про дисперсних системах, електрокінетичніявища в них, зокрема електрофорез і електроосмос, основні поняття,формули. Також практичне застосування електрокінетичних явищ в науці ітехніці.
Зміст
Введення
1 Електрокінетичніявища
1.1 Електроосмос
1.2 Електрофорез
2 Практичнезастосування електрокінетичних явищ
Висновок
Список використовуванихджерел
Введення
Дисперсні системи. Кристалибудь-якої речовини, наприклад цукру чи хлориду натрію, можна отримати різногорозміру - великі й дрібні. Який би не був розмір кристалів, всі вони маютьоднакову для даної речовини внутрішню структуру - молекулярну або іоннукристалічну решітку.
При розчиненні у водікристалів цукру і хлориду натрію утворюються відповідно молекулярні таіонні розчини. Таким чином, одне і те ж речовина може знаходитися врізного ступеня роздробленості: макроскопічно видимі частки (> 0,2 -0,1 мм, роздільна здатність ока), мікроскопічно видимі частки (від 0,2- 0,1 мм до 400 - 300 нм *, роздільна здатність мікроскопа при висвітленнібілим світлом) і в молекулярному (або іонному) стані. Поступово складалисяуявлення про те, що світом молекул і мікроскопічно видимих ​​частинокзнаходиться область роздробленості речовини з комплексом нових властивостей, притаманнихцій формі організації речовини.
Уявімо собі кубикнебудь речовини, який будемо розрізати паралельно одній з йогоплощин, потім отримані платівки почнемо нарізати на палички, а останніна кубики. В результаті такого диспергування (подрібнення) речовини виходятьплівковий-, волокнисто-і корпускулярнодісперсние (роздроблені) системи. Якщотовщина плівок, поперечник волокон або частинок (корпускул) менше роздільноїздатності оптичного мікроскопа, то вони не можуть бути виявлені з йогодопомогою. Такі невидимі в оптичний мікроскоп частинки називають колоїдними, ароздроблене (діспергіроване) стан речовин з розміром частинок від 400 -300 нм до 1 нм - колоїдним станом речовини.
1.Електрокінетичні явища
електрокінетіческойявищами називають переміщення однієї фази відносно іншої в електричномуполе і виникнення різниці потенціалів при плині рідини через пористіматеріали (потенціал протікання) або при осіданні частинок (потенціал осідання).Перенесення колоїдних частинок в електричному полі називається електрофорезом, аПротягом рідини через капілярні системи під впливом різниці потенціалів -електроосмос. Обидва ці явища були відкриті професором Московськогоуніверситету Ф. Ф. Рейсс в 1809 р.
Рейсс поставив дваексперименту. В одному з них він використовував U-образнутрубку, перегороджену в нижній частині діафрагмою з кварцового піску ізаповнену водою. При накладенні електричного поля він виявив рухрідини в бік негативно зарядженого електрода. Що відбувається до тих пір,поки не встановлювалася певна різниця рівнів рідини (рівновага згідростатичним тиском). Оскільки без діафрагми рух рідинибуло відсутнє, то пішов висновок про заряжении рідини при контакті зчастками кварцу. Явище отримало назву електроосмосу.
В іншому експериментіФ. Ф. Рейсс занурив у глину дві скляні трубки, заповнив їх водою і післянакладення на них електричного поля спостерігав переміщення частинок глини врідини в напрямку позитивно зарядженого електрода. Це бувелектрофорез. Таким чином, було виявлено, що частинки мають заряд,протилежний заряду рідини.
Перші кількіснідослідження електроосмосу були виконані Відеман (1852). Він показав, щооб'ємна швидкість П… електроосмосу пропорційна силі струму I за інших фіксованих параметрах, а відношення П…/ I незалежить від площі перетину і товщини діаграми.
У 1859 р. Квінкепоказав, що існує явище, зворотне електроосмос, тобто при плинірідини через пористе тіло під впливом перепаду тисків виникає різницяпотенціалів. Виникнення різниці потенціалів Квінке спостерігав при плиніводи та водних розчинів через різноманітні пористі матеріали (глина, дерево,пісок, графіт та ін). Це явище отримало назву потенціалу течії (абопротікання). Пізніше було встановлено, що потенціал плину не залежить відрозміру діаграми, кількості фільтрованої рідини, але, як і при електроосмос,пропорційний об'ємної швидкості фільтрації.
Кількіснедослідження ефекту, зворотного електрофорез, вперше було виконано Дорном в1878 р. він вимірював виникає різниця потенціалів при седиментації частиноксуспензії кварцу у відцентровому полі. Явище виникнення різниціпотенціалів при осадженні дисперсної фази отримало назву потенціалуседиментації або осідання (або ефект Дорна).
Таким чином, попричинно-наслідковим ознаками електрокінетичні явища ділять на двігрупи. До першої групи відносять явища, при яких відносний рух фазвикликається електричною різницею потенціалів, це електроосмос іелектрофорез. До другої групи електрокінетичних явищ належатьпотенціал течії і потенціал седиментації, в яких виникненняелектричної різниці потенціалів обумовлено відносним рухом фаз.
Найбільше практичнезастосування отримали електрофорез і електроосмос.
Основнуроль у виникненні електрокінетичних явищ грає подвійнийелектричний шар (ДЕС), що формується у поверхні розділу фаз. Зовнішнєелектричне поле, спрямоване вздовж кордону розділу фаз, викликає зсуводного з іонних шарів, що утворюють ДЕС, по відношенню до іншого, що призводить довідносного переміщенню фаз, тобто до електроосмос або електрофорез.Аналогічним чином при відносному русі фаз, що викликається механічнимисилами, відбувається переміщення іонних шарів ДЕС, що призводить допросторовому розділенню зарядів (поляризації) в напрямку руху і доперепаду електричного потенціалу (потенціал течії, потенціал осідання).
1.1.Електроосмос
Направленепереміщення рідини в пористому тілі під дією прикладеної різниціпотенціалів називається електроосмос. Розглянемо,наприклад, електроосмотіческій ковзання електроліту в капілярі або порахмембрани. Приймемо для визначеності, що на поверхні адсорбованінегативні іони, які закріплені нерухомо, а позитивні іониформують дифузну частина ДЕС. Зовнішнє поле Е направлено вздовжповерхні. Електростатична сила, що діє на будь-який довільний елементдифузної частини ДЕС, викликає рух цього елемента уздовж поверхні.Оскільки щільність заряду в дифузної частини ДЕС Ф ( х ) змінюється взалежно від відстані до поверхні х (рис. 1), розкладені шарирідкого електроліту рухаються з різними швидкостями. Стаціонарний стан(Незмінність у часі швидкості течії) буде досягнуто, коли діючана довільний шар рідини електростатична сила скомпенсує силами в'язкогоопору, що виникають через відмінності швидкостей руху шарів рідини,знаходяться на різній відстані від поверхні. Рівняння гідродинаміки,описують рух рідини при постійних в'язкості рідини і її діелектричної проникності м.б. вирішені точно, результатом рішення є розподіл швидкості течії:
Тут-значення електричного потенціалу на відстані від поверхні, де швидкість течії рідини звертається в нуль(Т. зв. Площину ковзання).
Рис...
