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物理化学
1.15.5.2 二、溶胶的电动现象(Electrokinetic Phenomenon of Collosol )
二、溶胶的电动现象(Electrokinetic Phenomenon of Collosol )

1.电泳

中性粒子在外电场中不会发生定向移动,电泳现象说明胶体粒子是带电的。实验还证明,若溶胶中加入电解质,会对电泳有明显的影响。随着外加电解质的增加,电泳速率会降低,甚至降为零。即外加电解质不仅可以改变胶粒带电的多少,还能改变胶粒带电的符号。

对电势ζ的讨论表明,ζ电势与电泳和电渗现象有关。因此可通过电泳和电渗的速率的测定,求出ζ电势。例如对于球型胶粒,当双电层的厚度较小时,可用斯莫鲁科夫斯基(Smoluchowski)公式来描述电泳速率v与ζ电势的关系:

图11—8 U型电泳装置

图11—9 电渗测定

ζ电势的符号决定于胶粒所带电性,其数值一般在0.02V~0.1V范围。

电泳有很多实际应用。如利用电泳可以判断离子是带正电还是带负电;此外,利用电泳速度不同,可将不同的蛋白质分子、核酸分子分离;在医学上可利用血清的纸上电泳,分离各种氨基酸和蛋白质等。又如环境保护方面,可用电泳除尘,同时回收有用物质。近年来,以水溶性涂料做电解液的电泳涂漆已发展成一种新技术。

2.电渗

若在多孔膜(或毛细管)的两端施加一定电压,液体将通过多孔膜而定向流动,这种现象称为电渗。实验装置如图11—9所示。在电极间放置沉淀颗粒(或固体多孔膜),容器中充满分散介质,通电后,分散介质将通过多孔膜而定向流动,流动的方向及流速的大小与多孔膜的材料及流体的性质有关。例如用玻璃毛细管时,水向阴极流动,表明流体带正电荷;若用氧化铝、碳酸钡等物质做成的多孔隔膜,水向阳极流动,则表明这时流体带负电荷。通电后由刻度管中液面变化,可得电渗速率。同电泳一样,电渗也可以判断粒子带电荷的符号;外加电解质对电渗流速也有明显的影响,甚至能改变电渗流的方向。

3.流动电势:在外力的作用下,迫使液体通过多孔隔膜(或毛细管)定向流动,多孔隔膜两端所产生的电势差,称为流动电势。显然,此过程可视为电渗的逆过程。

4.沉降电势:分散相粒子在重力场或离心力场的作用下迅速移动时,在移动方向的两端所产生的电势差,称为沉降电势。显然,它是与电泳现象相反的过程。