Электрофорез – направленное движение частиц дисперсной фазы относительно дисперсионной среды под действием внешнего электрического поля.
|
жутся к аноду (положительному электроду), а положительно заряженные противоионы диффузионного слоя – к катоду (рис.).
Если дисперсная фаза заряжена положительно, направление движения частиц меняется на противоположное.
Скорость движения, или электрофоретическая скорость, зависит от величины электрокинетического потенциала z, напряженности электрического поля E/L и свойств сплошной среды – динамической вязкости μ и диэлектрической проницаемости e:
, (*)
где u – электрофоретическая скорость;
z – электрокинетический потенциал;
e – диэлектрическая проницаемость среды;
e0 – электрическая постоянная, e0 = 8,85×10-12 Кл/(В×м);
Е – разность потенциалов внешнего электрического поля;
L – расстояние между электродами;
E/L=H – напряженность, или градиент, внешнего электрического поля;
m – динамическая вязкость сплошной среды;
y – фактор формы.
Коэффициент y учитывает форму частиц и их ориентацию в электрическом поле. Для шарообразных частиц коэффициент y равен 0,66, а для цилиндрических, ориентированных вдоль силовых линий электрического поля – 1.
Скорость движения в расчете на единицу напряженности электрического поля Н называется электрофоретической подвижностью
.
Электрофоретическая подвижность зависит только от свойств дисперсной фазы и дисперсионной среды.
На подвижность коллоидной частицы оказывают влияние электрофоретический и релаксационный эффекты.
Электрофоретический эффект (эффект торможения): под действием внешнего электрического поля противоионы передвигаются в направлении, противоположном движению частицы. За счет гидратации противоионы увлекают за собой и окружающую их жидкость (дисперсионную среду). Это приводит к тому, что частица перемещаются в направлении, противоположном движению жидкости, скорость ее уменьшается.
Релаксационный эффект вызывается нарушением симметрии ДЭС вокруг частицы при ее движении. ДЭС деформируется и отстает от частицы. В результате возникает добавочное электрическое поле, которое действует на частицу, стремясь двигать ее в обратном направлении, и тем самым влияет на скорость электрофореза.
Для учета влияния этих факторов в уравнение (*) и вводится коэффициент y.