Αρχή και Ορισμός του Ηλεκτροφορητικού Φαινομένου

Αρχή και Ορισμός του Ηλεκτροφορητικού Φαινομένου

Τα μόρια, τα ιόντα ή τα άτομα που κατανέμονται στην επιφάνεια ενός αντικειμένου είναι διαφορετικά από εκείνα μέσα στο αντικείμενο. Μόρια, ιόντα ή άτομα στην επιφάνεια ενός αντικειμένου έλκονται μόνο από άλλα σωματίδια κοντά και κάτω από αυτό. Έτσι τα σωματίδια στην επιφάνεια του αντικειμένου έχουν υπολειμματική έλξη, η οποία δημιουργεί ένα ελκυστικό αποτέλεσμα στην επιφάνεια του αντικειμένου. Όταν ένα αντικείμενο μειώνεται σε μέγεθος σωματιδίων, η επιφάνεια που εκτίθεται στο περιβάλλον μέσο είναι πολύ μεγάλη. Έτσι, στα συστήματα κολλοειδούς διασποράς, τα κολλοειδή σωματίδια συχνά προσελκύουν ιόντα από το μέσο και μεταφέρουν φορτία στα διεσπαρμένα κολλοειδή σωματίδια.

Η σύνθεση της επιφάνειας των διαφορετικών κολλοειδών σωματιδίων ποικίλλει. Μερικά από αυτά μπορούν να προσελκύσουν θετικά φορτία, ενώ άλλα μπορούν να προσελκύσουν αρνητικά φορτία. Έτσι ορισμένα κολλοειδή σωματίδια φέρουν θετικά φορτία, όπως τα κολλοειδή υδροξειδίου του αργιλίου. Ορισμένα κολλοειδή σωματίδια φέρουν αρνητικά φορτία, όπως τα κολλοειδή δισουλφιδίου του αρσενικού (As2S3). Εάν εφαρμόζεται συνεχές ρεύμα στο κολλοειδές, είτε μεταναστεύουν προς την άνοδο είτε προς την κάθοδο. Αυτό είναι το λεγόμενο φαινόμενο της ηλεκτροφόρησης.

Ο ίδιος τύπος σωματιδίων φέρει το ίδιο φορτίο, μειώνοντας την πιθανότητα σύγκρουσης μεταξύ των σωματιδίων και εμποδίζοντάς τα να συνδυαστούν για να σχηματίσουν μεγαλύτερα σωματίδια για καθίζηση. Εάν προστεθούν ηλεκτρολύτες σε τέτοια κολλοειδή, τα ιόντα που παράγονται από τον ιονισμό του ηλεκτρολύτη θα εξουδετερώσουν τα φορτία που μεταφέρονται από τα κολλοειδή σωματίδια, προκαλώντας τη συσσωμάτωση και την κατακρήμνιση. Τα σωματίδια αργίλου στον ποταμό είναι αρνητικά φορτισμένα λόγω της έλξης ιόντων υδροξειδίου. Όταν το νερό του ποταμού ρέει στο αλατούχο θαλασσινό νερό, τα αρνητικά φορτισμένα σωματίδια αργίλου εξουδετερώνονται από θετικά φορτισμένα ιόντα νατρίου και μαγνησίου στο θαλασσινό νερό, προκαλώντας την κατακρήμνιση της αργίλου και τελικά σχηματίζοντας ένα δέλτα στις εκβολές του ποταμού.

Στον καπνό μιας υψικάμινου, η αιθάλη και η σκόνη εμφανίζονται συχνά με τη μορφή κολλοειδών σωματιδίων και μεταφέρουν ηλεκτρικά φορτία. Εάν εγκατασταθεί ένα ηλεκτρόδιο υψηλής τάσης στην καμινάδα, μπορεί να απορροφήσει αρνητικά φορτισμένα κολλοειδή σωματίδια και να τα εναποθέσει. Αυτό όχι μόνο επιτρέπει την ανάκτηση πολύτιμων προϊόντων, αλλά και μειώνει την ατμοσφαιρική ρύπανση.

Ως ηλεκτροφόρηση ορίζεται το φαινόμενο της κατευθυντικής κίνησης των διασκορπισμένων σωματιδίων σε κολλοειδή υπό τη δράση ηλεκτρικού πεδίου.