ПЛАН:

1. Введение; 3

2. Электрокинетические свойства дисперсных систем; 4-5

3. Электрофорез; 6-7

4. Элекроосмос; 8-11

5. Электрофоретические методы исследования в медицине; 12-14

6. Заключение; 15

7. Список использованной литературы. 16

Введение

Дисперсные системы. Кристаллы любого вещества, например сахара или хлорида натрия, можно получить разного размера – крупные и мелкие. Каков бы ни был размер кристаллов, все они имеют одинаковую для данного вещества внутреннюю структуру – молекулярную или ионную кристаллическую решетку.

При растворении в воде кристаллов сахара и хлорида натрия образуются соответственно молекулярные и ионные растворы. Таким образом, одно и то же вещество может находиться в различной степени раздробленности: макроскопически видимые частицы (>0,2 – 0,1 мм, разрешающая способность глаза), микроскопически видимые частицы (от 0,2 – 0,1мм до 400 – 300 нм*, разрешающая способность микроскопа при освещении белым светом) и в молекулярном (или ионном) состоянии. Постепенно складывались представления о том, что миром молекул и микроскопически видимых частиц находится область раздробленности вещества с комплексом новых свойств, присущих этой форме организации вещества.

Представим себе кубик какого-либо вещества, который будем разрезать параллельно одной из его плоскостей, затем полученные пластинки начнем нарезать на палочки, а последние на кубики. В результате такого диспергирования (дробления) вещества получаются плёночно-, волокнисто- и корпускулярнодисперсные (раздробленные) системы. Если толщина пленок, поперечник волокон или частиц (корпускул) меньше разрешающей способности оптического микроскопа, то они не могут быть обнаружены с его помощью. Такие невидимые в оптический микроскоп частицы называют коллоидными, а раздробленное (диспергированное) состояние веществ с размером частиц от 400 – 300 нм до 1 нм – коллоидным состоянием вещества.

Электрокинетические свойства дисперсных систем

Электрокинетические явления - явления, связанные с существованием электрического заряда на границе раздела фаз и движением фаз относительно друг друга.

Почему движется? В одних случаях взаимное смещение фаз вызывается внешним электрическим полем (электроосмос и электрофорез); в других, напротив, относительное смещение фаз приводит к возникновению разности потенциалов (потенциал течения и потенциал осаждения, или седиментации).

В 1809 г. профессор Московского университета Ф.Ф. Рейс опубликовал статью, в которой описал открытые в 1807 г. явления электрофореза и электроосмоса.Он обнаружил, что при приложении разности потенциалов к U-образному электролизеру, нижняя часть которого заполнена перегородкой из толченого кварца, вода в колене у отрицательного электрода поднимается. Электроосмос - это явление переноса жидкой дисперсионной среды через неподвижную капиллярно-пористую перегородку под действием внешнего электрического поля. Это открытие было во многом случайном, так как целью экспериментов было исследование электролиза воды (точнее - «парадокса Никольсона»), осуществляемое с помощью нового по тому времени источника электричества - Вольтова столба (Вольт). А само явление электроосмоса несколько ранее наблюдал П.И. Страхов.

Предположив, что если вода при контакте с частицами кварца приобрела положительный заряд, то частицы могли приобрести отрицательный заряд, Рейсс поставил опыт, в котором под действием разности потенциалов двигались частицы глины в воде.Электрофорез - это явление переноса частиц дисперсной фазы под действием внешнего электрического поля.

В 1892 г. С. Линдер и Г. Пиктон вернулись к опытам Ф. Рейса и подробно исследовали явление электрофореза. Они установили, что частички твердой фазы в лиозолях несут электрический заряд, чем и объясняется их направленное движение. А.Тизелиус в 1937 применил электрофорез для анализа биополимеров, в частности методом электрофореза разделял сыворотку крови на пять белковых фракций.

Эффект, противоположный электроосмосу - возникновение потенциала течения обнаружил профессор Берлинского университета Георг Герман Квинке в 1859 г. Квинке было обнаружено, что при протекании жидкости через неподвижную пористую перегородку мембрану на расположенных по разные стороны от нее электродах возникает разность потенциалов.

И наконец, в 1878 году немецкий физик - экспериментатор Фридрих Эрнст Дорн обнаружил явление, обратное электрофорезу - потенциал оседания (потенциал седиментации), то есть возникновение разности потенциалов при оседании частиц суспензии кварца в воде обнаружил возникновение разности потенциалов - явление возникновения разности потенциалов в результате движения частиц дисперсной фазы относительно неподвижной дисперсионной среды.

Существование электрокинетических явлений связано со строением двойного электрического слоя и возникновением z-потенциала на границе раздела фаз.

Первую теорию электрокинетических явлений предложил Г. Гельмгольц, затем её развивали М. Смолуховский, Д. Генри и др. Уравнение, которое связывает скорость движения фаз друг относительно друга и электрокинетический потенциал называют уранением Гельмгольца-Смолуховского. Оно лежит в основе экспериментальных методов определения электрокинетического потенциала, потенциалов течения и оседания.

Для экспериментального исследования электрокинетических явлений были предложены различные приборы. В частности электрофорез можно наблюдать с помощью простейшего прибора Кёна, который представляет собой U-образную трубку с двумя кранами, имеющими отверстия, равные внутреннему диаметру трубки. Другие приборы для изучения электрофореза предложены Абрамсоном, Гиттрорфом и Тизелиусом. Прибор Думанского используется для определения знака заряда волокон. Электроосмотические методы определения электрокинетического потенциала основаны ни измерении объема перенесенной жидкости. Один из первых подобных приборов был предложен еще Ж.Б. Перреном