На границе твердой и жидкой фазы (между ПОИ и противоионами) возникает двойной электрический слой (ДЭС), следовательно, разность потенциалов j, названная электротермодинамическим потенциалом:
Знак и величина j зависит от ПОИ. По мере удаления от межфазной границы его значение уменьшается.
В электрическом поле гранула и диффузный слой движутся в противоположных направлениях, поэтому границу между ними называют поверхностью скольжения.
На поверхности скольжения возникает ДЭС и электрокинетический потенциал или z-потенциал (дзета-потенциал). z-потенциал является частью электротермодинамического потенциала j, имеет одинаковый с ним знак.
z-потенциал зависит от:
1) толщины диффузного слоя (l): l Þ z, при коагуляции z-потенциал уменьшается (см.: тема 2. Коагуляция);
2) температуры (нетоднозначной зависимости).
Чем больше величина z-потенциала, тем больше устойчивость коллоидной системы. Если z=0, то система находится в изоэлектрическом состоянии (ИЭС), т.е. коллоидные частицы не имеют заряда, следовательно, объединяются в крупные агрегаты и теряют устойчивость.
|
|
Величину z-потенциала определяют по скорости электрофореза или электроосмоса.
Электрофорез – это перемещение частиц дисперсной фазы (гранул) в электрическом поле. Скорость электрофореза вычисляют по уравнению Гельмгольца – Смолуховского:
|
где U эф – скорость электрофореза (м/с), e – изоэлектрическая проницаемость среды, e0 - электрическая постоянная, Dj – разность потенциалов от внешнего источника (В), z – электрокинетический потенциал (В), К ф – коэффициент, зависящий от формы коллоидной частицы, h – вязкость среды (Н×с/м2), l – расстояние между электродами (м).
Электрофорез применяется для:
1) определения z-потенциала;
2) разделения аминокислот, нуклеиновых кислот, антибиотиков, ферментов, форменных элементов крови;
3) определения чистоты фармацевтических препаратов;
4) введения лекарств через кожу;
5) проведения диагностики заболеваний по электрофо-реграммам биожидкостей.
Электроосмос – перемещение дисперсионной среды (диффузного слоя и растворителя) в электрическом поле. Электроосмос применяют для очистки воды, сывороток, для осушения или пропитки пористых материалов.