Причиной электрофореза, как и других электрокинетических явлений, служит наличие двойного ионного слоя на поверхности раздела фаз. При положительно заряженной дисперсной фазе коллоидные частицы вместе с адсорбированными на них положительными потенциалопределяющими ионами движутся к катоду, отрицательно заряженные противоионы диффуз­ного слоя - к аноду. В случае отрицательного заряда частиц движение проис­ходит в обратных направлениях. Дисперсная фаза смещается относительно дисперсионной среды по поверхности скольжения. Поэтому, измерив ско­рость электрофореза, находят потенциал коллоидной частицы, т.е. электро­кинетический или x-потенциал. Величина x-потенциала характеризует агре­гативную устойчивость золя и зависит от толщины диффузного слоя, кон­центрации и заряда противоионов. Скорость электрофореза определяют ме­тодом подвижной границы – наблюдают за передвижением границы между окрашенным коллоидным раствором и бесцветной контактной жидкостью. Сущность метода состоит в определении времени t, за которое граница окра­шенного золя переместится на заданное расстояние S. По полученным данным рассчитывают скорость электрофореза: 

                        (11)

где S - путь, пройденный частицей за время t, м; t - время, с.

Затем определяют напряженность Е

 Е=V/L                     (12)

где V- напряжение, В; L - расстояние между электродами, м.  

Электрофоретическую подвижность v_Е и величину x-потенциала вычисляют по формулам (6а) и (10), соответственно.

Например, если V=100В, L=0,2м, S=0,015м, t=900с, t=20^оС, h=1,0020×10^-3 Па×с, то v=0,015/900=1,66·10^-5 м/с; Е=100/0,2=500 В/м;

v_Е=1,66·10^-5/500=3,33×10^-8 м²/(с×В);

x=1,0020×10^-3×3,33×10^-8 ×0,66/8,85·10^-12·80,08 =31,1×10^-3 В.

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

Рис. 6. Прибор Рабиновича-Фодиман.

Верхние отростки U-образной трубки имеют изогнутые трубки 5, в которые вставляют электроды. Колена U-образной трубки в середине имеют краны 2 и 3, диаметр отверстия равен диаметру трубок.

В прибор Рабиновича-Фодиман, тщательно вымытого хромовой смесью и дистиллированной водой, а затем высушенного, наливают золь туши так, что­бы была заполнена вся нижняя часть прибора и краны. Краны закрывают, избыток золя (поверх кранов) сливают и оба колена прибора (верхнюю часть) несколько раз промывают дистиллированной водой. Затем всю верхнюю часть U-образной трубки заполняют доверху 0,001 н KCl и прибор укрепляют в штативе.

После этого на дно боковых трубок 5 наливают через стеклянную трубоч­ку с капиллярно оттянутым концом небольшое количество раствора сульфата меди. В отростки 5 вводят медные электроды и открывают на короткое время кран 4, чтобы сравнять уровни жидкости в обоих коленах приборах. Соеди­няют электроды с источником тока, осторожно открывают краны 2 и 3 и наб­людают за передвижением границы золя.

Включают секундомер и записывают время (секунды), за которое изме­няется положение границы раздела золь-контактная жидкость на 1мм. Про­водят 10-15 замеров. По окончании опыта выключают ток, измеряют рассто­яние от одного электрода до другого, вынимают электроды. Прибор тщатель­но промывают.