溶膠與凝膠的基本物理化學特性-文庫吧
2025-01-01 07:43 本頁面
【正文】 (electrophoresis)。 電泳與沉降電位 在外加直流電源的作用下，膠體微粒在分散介質(zhì)里向陰極或陽極作定向移動，這種現(xiàn)象叫做電泳。利用電泳現(xiàn)象使物質(zhì)分離，這種技術也叫做電泳。利用帶電粒子在電場中移動速度不同而達到分離的技術稱為電泳技術。 1937年瑞典學者移動界面電泳儀，分離了馬血清白蛋白的 3種球蛋白，創(chuàng)建了電泳技術。 在確定的條件下，帶電粒子在單位電場強度作用下，單位時間內(nèi)移動的距離（即遷移率）為常數(shù)，是該帶電粒子的物化特征性常數(shù)。不同帶電粒子因所帶電荷不同，或雖所帶電荷相同但荷質(zhì)比不同，在同一電場中電泳，經(jīng)一定時間后，由于移動距離不同而相互分離。分開的距離與外加電場的電壓與電泳時間成正比。 電泳與沉降電位 膠體有電泳現(xiàn)象，證明膠體的微粒帶有電荷。各種膠體微粒的本質(zhì)不同，它們吸附的離子不同，所以帶有不同的電荷。利用電泳可以確定膠體微粒的電性質(zhì)，向陽極移動的膠粒帶負電荷，向陰極移動的膠粒帶正電荷。一般來講，金屬氫氧化物、金屬氧化物等膠體微粒吸附陽離子，帶正電荷；非金屬氧化物、非金屬硫化物等膠體微粒吸附陰離子，帶負電荷。 在確定的條件下，帶電粒子在單位電場強度作用下，單位時間內(nèi)移動的距離（即遷移率）為常數(shù)，是該帶電粒子的物化特征性常數(shù)。不同帶電粒子因所帶電荷不同，或雖所帶電荷相同但荷質(zhì)比不同，在同一電場中電泳，經(jīng)一定時間后，由于移動距離不同而相互分離。分開的距離與外加電場的電壓與電泳時間成正比。 電泳與沉降電位 人們還發(fā)現(xiàn)：在無外加電場 作用的情況下，若使分 散相粒子 (如粘土粒子 ) 在分散介質(zhì) (例如水 )中 迅速沉降，則在沉降管 的兩端會產(chǎn)生電位差， 此謂之沉降電位 (sedimentation potential)。 按分離原理的不同，電泳分為 4類： 移動界面電泳、 區(qū)帶電泳、 等電聚焦電泳 等速電泳。 電泳的應用 在電泳實驗中，氫氧化鐵膠體微粒向陰極移動，三硫化二砷膠體微粒向陽極移動。利用電泳可以分離帶不同電荷的溶膠。例如，陶瓷工業(yè)中用的粘土，往往帶有氧化鐵，要除去氧化鐵，可以把粘土和水一起攪拌成懸浮液，由于粘土粒子帶負電荷，氧化鐵粒子帶正電荷，通電后在陽極附近會聚集出很純凈的粘土。 工廠除塵也用到電泳。利用電泳還可以檢出被分離物，在生化和臨床診斷方面發(fā)揮重要作用。本世紀 40年代末到 50年代初相繼發(fā)展利用支持物進行的電泳，如濾紙電泳，醋酸纖維素膜電泳、瓊脂電泳； 50年代末又出現(xiàn)淀粉凝膠電泳和聚丙烯酰胺凝膠電泳等。目前，電泳技術已廣泛應用于分析化學、生物化學、臨床化學、藥理學、免疫學、微生物學、遺傳學等科學中。 (2)電 滲 ? 在 Pehcc實驗中，水在外加電場的作用下，通過粘土顆粒間的毛細通道向負極移動的現(xiàn)象稱為 電滲 (electroosmosis)。 ? 與電滲相反，若用壓力 (例如使用壓縮空氣 )將液體擠過毛細管網(wǎng)或由粉末壓成的多孔塞，則在毛細管網(wǎng)或多孔塞的兩端也會產(chǎn)生電位差，此謂之 流動電位 (streaming potential)。 電滲的應用 ? 電滲在科學研究中應用很多，在生產(chǎn)上目前 應用較少 。 ? 對于一些難于過濾的漿液 (如粘上漿、紙漿等 )的 脫水 可用電滲法；用金屬絲 切磚坯 時，為防止粘土附于金屬絲上，可將切磚用的金屬絲連于電源負極，磚坯連于正極，因電滲可使 層水膜附于金屬絲的表面，它起到 潤滑劑 的作用，使切出的磚十分光潔。 (1) 電離 (2)離子吸附 (3)晶格取代 (4)非水介質(zhì)中質(zhì)點荷電的原因 質(zhì)點與介質(zhì)的摩擦；離子選擇吸附；微量雜質(zhì) 膠團結構 ? 因為膠粒的大小常在 (1~100)nm之間，故每一膠粒必然是由許多分子或原子聚集而成的。 ? 例如用稀 AgNO3溶液和 KI溶液制備 AgI溶膠 ? AgNO3+ KI AgI + KNO3 生成的 AgI形成不容性的質(zhì)點即“ 膠核 ”。若 AgNO3過量，膠核易從溶液中選擇性地吸附 Ag+而荷正電。留在溶液中的 NO3離子，有一部分 NO3緊地吸引于膠核近旁，并與被吸附的 Ag+一起組成所謂“ 吸附層 ”，而另一部分 NO3則擴散到較遠的介質(zhì)中去，形成所謂“ 擴散層 ”。 雙電層結構模型和電動電位 ? 1879年 ? Helmholtz模型 ? 1910~1913年 ? Gouy— Chapman模型 ? 1924年 ? Stern模型 ? 1947年 ? Grahame提出 雙電層詳細模型 雙電層結構模型和電動電位 (1) Helmholtz模型 (1879) Helmholtz最早提出了雙電層結構的模型。他認為膠粒的雙電層陶類似于簡單的平行板電容器，雙電層的里層在質(zhì)點表面上，相反符號的外層則在液體中，兩層間距離很小，約為離子半徑的數(shù)量級。 不能解釋電動現(xiàn)象，不代表實驗事實。 雙電層結構模型和電動電位 (2) Gou
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