3. Визначення величини електрокінетичного потенціалу методом електрофорезу

Для роботи необхідно: прилад для електрофорезу; вольтметр; золь гідроксиду заліза (ІІІ); 0,001 н. розчин NaOH.

Величину електрокінетичного потенціалу можна визначити, викорис- товуючи електрофорез – рух мікроскопічних частинок, завислих у воді, під впливом постійного струму. Це явище першим спостерігав у 1807 р. про- фесор Московського університету Ф.Ф. Рейсс.

П

Прилад для електрофорезу.

рилад для електрофорезу являє собоюU-подібну скляну трубку (див. рисунок) з двома кранами 1 і 2. Знизу ця трубка з’єднана за допомогою крана 3 з трубкою 6, яка переходить у лійку. Прилад заповнюють через лійку колоїдним розчином при відкритих кранах, після чого закривають кришкою лійку, закручують всі крани і надлишок колоїдного розчину з обох колін U-подібної трубки зливають. Потім в обидва коліна наливають прозорий незафарбований електроліт (бокову рідину), електропровідність якого повинна дорівнювати електропровідності колоїдного розчину. Далі відкривають крани 1 і 2 і повільно – кран 3. При цьому колоїдний розчин піднімається вище кранів, а розчин електроліту піднімається до тих пір, поки в нього не зануряться електроди 4. Тоді кран 3 закривають. Між зафарбованим золем і електролітом повинна встановитись чітка межа (границя). Вмикають джерело постійного струму 8 і спостерігають пере- міщення границі зафарбованого золю по шкалі 5, точно відзначаючи час початку й кінця досліду і відповідний шлях переміщення золю S.

За допомогою гнучкої дротини вимірюють відстань (середню) між електродами і обчислюють середню величину градіента потенціалу

.

Величину U визначають за вольтметром 7.

Величину -потенціалу обчислю- ють за формулою:

(1)

де D – діелектрична стала рідини;

 – в’язкість рідини, Нс/м²;

k – стала, яка залежить від форми частинок;

U – електрофоретична швидкість, що дорівнює шляху (м), який про- ходять частинки за 1 с при градієнті потенціалу Н величиною В на 0,01 м. Для золів гідроксиду заліза і берлінської блакиті величина k = 4 (для глобулярних частинок).

Величину електрофоретичної швидкості U визначають за формулою

, (2)

де S – шлях, м, який пройшли частинки за час Т, с.

Як джерело постійного струму використовують батарею гальванічних елементів напругою 60–80 В. Можна використати змінний струм, підклю- чивши випрямляч.

Для дослідів зазделегідь готують золь гідроксиду заліза і віддіалі- зовують його, як бокову рідину використовують розчин хлориду амонію концентрацією 1 г/л.

Заготовлений золь гідроксиду розливають у 4 посудини по 25–50 мл у кожну і додають в першу 0,001 н. розчину їдкого натру, у другу 10 мл, у третю – 5 мл.

Замість золю гідроксиду заліза можна використати будь-який забарв- лений золь ( наприклад, берлінської блакиті).

Якщо застосовують прилад тільки з одним краном (без кранів 1 і 2 U-подібної трубки), то колоїдний розчин наливають у прилад з закритим краном так, щоб тонка трубка і лійка заповнились ним. Потім наливають в U-подібну трубку 6–10 мл бокової рідини, вставляють платинові електроди так, щоб вони були на відстані 5–610^–2 м від верхніх країв U-подібної трубки. Потім обережно трохи відкривають кран, щоб золь повільно перетікав у U-подібну трубку. При цьому повинна зберігатися чітка межа поділу між забарвленим золем і боковою рідиною. Коли бокова рідина досягне 1/2–3/4 платинових електродів, кран закривають.

Результати дослідів записують у таку таблицю:

№ розчину	Тривалість електрофорезу, с	Шлях, що пройшла границя забарвленого золю,10-3 м	Напруга, U, В