* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки
497 КАТАФОРЕЗ 498 где Е—разность потенциалов (в вольтах на см), вызванная внешней электродвижущей силой, г—разность потенциалов на границе твердой частицы и жидкости, г]—вязкость и D—диэлектрическая постоянная жидкости. В этой формуле нет ни одной величины, за висящей от размеров частицы. Объясняется это тем, что с увеличением поверхности ча стицы ее заряд (а следовательно и действую щая на нее сила) возрастает в такой же ме ре, как встречаемое ею при движении со противление. Т. о. скорость К. прямо про порциональна пограничному потенциалу и не зависит от величины частиц. При оди наковом значении пограничного потенциала все взвешенные в данной жидкости частицы, независимо от их размеров, движутся в по стоянном электрическом поле с равной ско ростью. Опыт показывает, что в воде тела самой различной хим. природы (клетки бак терий и простейших, микроскоп, частицы суспенсий и ультрамикроскоп, коллоидные частицы) имеют приблизительно одинако вую скорость К. Очевидно самые различ ные тела заряжаются в воде до приблизи тельно одинакового потенциала, равного, как показывают вычисления, нескольким десяткам милливольт. Во внешнем поле, дающем разность потенциалов в 1 вольт на 1 см, скорость движения взвешенных частиц равняется в среднем 2—4 и/сек. Интересно отметить, что скорость электрического пе реноса большинства ионов имеет прибли зительно такую же величину, к-рая остает ся т. о. неизменной при увеличении разме ров в несколько тысяч раз. Абсолютная величина электрического заряда при этом конечно во много раз возрастает. Заряд коллоидной частицы может в несколько ты сяч раз превышать заряд одновалентного иона. Согласно теории Гельмгольца погра ничная разность потенциалов зависит от не равномерного распределения ионов на гра нице раздела фаз. Ионы одного знака пре обладают близ поверхности твердого тела, создавая здесь электрический заряд. Силы электростатического притяя{ения вызывают в непосредственно прилегающем слое жид кости накопление совершенно одинакового избытка ионов противоположного знака. Такое распределение ионов Гельмгольц на звал электрическим «двойным слоем» (см.). Одна половина двойного слоя непосред ственно прилегает к поверхности твердого тела, другая лежит в свободно подвижном слое воды. Если твердое тело неподвия-сно, внешний ионный слой увлекает в своем двиясении прилежащие частицы ягидкости. Р а з ность потенциалов между внутренней и на ружной частями двойного слоя предста вляет электрокинетическую разность потен циалов, от к-рой зависят явления К. и элек троосмоса. Т. о. электрокйнетическая раз ность потенциалов связана с узкой зоной двойного слоя и, как показал Фрейндлих (Freundlich), может сильно отличаться от измеряемой при помощи других методов общей разности между потенциалами, гос подствующими в середине каждой фазы. М е т о д ы и з м е р е н и я . Для измерения скорости К. исследуемую взвесь помещают в U-образную трубку и осторожно наслаи вают поверх нее чистую воду, в которую по гружают оба электрода. Между взвесью и водой сохраняется резкая граница, скорость перемещения к-рой легко измерить. Измере ние значительно усложняется в тех слу чаях, когда исследованию подвергаются не однородные взвеси в целом, а отдельные микроскопич. объекты, напр. изолированные клетки или даже мельчайшие микроскопич. или ультрамикроскопич. частицы. Д л я изу чения под микроскопом таких мелких ча стиц сконструированы специальные камеры, например камера Нортропа (Northrop). При пользовании такими микроскоп, камерами необходимо однако учитывать один серьез ный источник ошибок: на различных рас стояниях от стеклянного дна взвешенные ча стицы движутся с неодинаковой скоростью. У отрицательно зарянсенных частиц она до стигает максимальной величины на средней глубине камеры и постепенно уменьшается по мере приближения к обеим стеклянным пластинкам. В непосредственной близости к последним движение частиц может про исходить даже в обратном направлении. Эта неоднородность обусловлена наклады вающимися на К. явлениями электроосмо са. Вода на границе со стеклом заряжается полояштельно и, перемещаясь к катоду, увлекает с собой отрицательно заряженные частицы. В середине замкнутой камеры пе реносимая током вдоль стенок вода отте кает обратно к аноду, суммируя здесь свою скорость со скоростью самого К . (для поло жительно заряженных частиц, наоборот, ско рость повышена на границе со стеклом, по нижена на середине камеры). Истинная скорость последнего равняется среднему из скоростей во всех последовательных слоях. На практике можно ограничиться измере нием скорости в двух слоях—на Ve Vs высоты камеры и с достаточным приближе нием принять для скорости К. значение: и н а U = */ ^(i/ ) + и C(i/ )- В некоторых случаях, когда главный интерес представляет не абсо лютная величина, а лишь знак заряда, мож но ограничиться быстрым определением на правления К. (не измеряя его скорости). Д л я этого желательно возмоясно сильнее его ус корить. Как показывает приведенная выше формула, К . идет с тем большей скоростью, чем значительнее вызванная внешним элек трическим полем разность потенциалов. Вместе с тем электрический ток, проходящий через исследуемый раствор, должен быть воз можно более слаб, чтобы избежать вторич ных изменений, наступающих при электро лизе. Такое сочетание большой разности по тенциалов и слабого тока достигается приме нением т. н. «полупроводников», дающих большое сопротивление. В качестве элек тродов в раствор погружают напр. две по лоски пергаментной бумаги или же две па лочки из необожженной глины, пропитан ной дестилированной водой. Если исследуе мым веществом является к.-н. коллоидаль ная краска, то уже через несколько минут или даже секунд можно видеть ее осаждение на соответствующем электроде под влиянием резкой разницы потенциалов, устанавливаю щейся на его границе с раствором (Fiirth). t 6 г