194998. lajstromszámú szabadalom • Vizsgáló eljárás folyékony közegben szuszpendált anyag zéta-poteciáljának meghatározására
194998 4 tunk a ZP méréstechnika továbbfejlesztésével. Rendszeres vizsgálataink során meglepő módon azt tapasztaltuk, hogy szuszpendált anyagi részecskék elektroforetikus vándorlása nem csak egyenfeszültségű erőtérben állítható elő, hanem a szuszpenzió időben egyenletes és lamináris áramoltatása megfelelő berendezéssel, az áramlás irányában a megfelelő -f vagy — sarkot és a megfelelő nagyságú beszabályozott egyenfeszültséget pillanatszerűen bekapcsolva elérhető, hogy a változatlanul áramló folyadékban a megfigyelésre kiválasztott szemcse éppen megáll, mert a feszültség hatására kialakuló elektroforetikus vándorlási sebesség a folyadékáram sebességével éppen azonos nagyságú, de ellentétes irányú. A ZP értékét a már ismertetett képlettel számítjuk ki annak alapján, hogy a szemcse áramoltatási sebessége a Vé értéknek felel meg. A vizsgáló eljárásunk egyik előnyös foganatosítási módja szerint egy henger alakú 3—6, célszerűen 4 mm belső átmérőjű üvegcsőbe 10,0 cm távolságra két 0,2 mm vastag platina drótot építünk be, majd ezt a mérőcsövet 15—30-szoros nagyításra képes hitelesített okulár mikrométer skálával ellátott mikroszkópra helyezzük, amelynek a megvilágítását a fényforrás zavaró hőhatásának elkerülése végett száloptikával, vagy a mikroszkóp lámpa elé helyezett 100 mikronos optikai résen keresztül oldottuk meg. A mérőcső egyik oldalát a vizsgálandó szuszpenziót tartalmazó 2—10cm3-es műanyag fecskendővel műanyag csatlakozóval összekötjük, a másik oldaláról pedig az átáramló szuszpenziót felfogó edénybe vezetjük. A szuszpenzió betöltésekor ügyelünk arra, hogy a mérőcső, az összekötő műanyag csövek és a fecskendő légbuborékoktól mentesen legyen feltöltve a vizsgálandó szuszpenzióval. Ezután a fecskendőt a szabályozható sebességgel, az időben egyenletesen adagoló elektronikával vezérelt szerkezetbe illesztjük és megindítjuk a szuszpenzió áramoltatását, miközben a mérőcső platina elektródáit a 0—800 V feszültségtartományban szabályozható stabilizált feszültségmérővel és + — sarokváltó kapcsolóval is ellátott egyenfeszültségű tápegységgel összekötjük. A mikroszkópban megfigyelhető szemcsék egyenletes áramlását oly módon ellenőrizzük, hogy az okulár mikrométer 100 osztásán keresztül a kiválasztott szemcse haladási idejét 0,01 s pontossággal a skála első és második 50—50 osztás tartományában külön-külön megmérjük. Amennyiben a 2x50 osztást a szemcse egy-két század másodpercen belül azonos idő alatt tette meg, akkor a rendszerben időben egyenletes, lamináris áramlás alakult ki. Ezután egy újabb szemcse kiválasztásával tetszőleges (10, 20, ... 50) okulár osztástávolság áramlási idejét 0,01 s pontossággal megmérjük, majd az egyenfeszültséget bekap3 csolva a pólusváltót olyan állásba hozzuk, hogy a mérőcsőre adott feszültséget szabályozva a kiszemelt szemcse éppen megálljon. Ezt a feszültségértéket feljegyezzük. A hitelesített okulármikrométerrel 0,01 s pontossággal mért áramlási sebességet Ve = cm.s~' nagyságra, négy számjegy pontossággal átszámítjuk. A szemcse megállításához szükséges feszültséget az elektródák távolságával, jelen esetben tízzel osztva a feszültség sűrűségét E értékét kapjuk meg. Ilyen módon vizes szuszpenzió esetében v ZP = --- - 150 E már ismert képlet alapján számítjuk ki a meghatározni kívánt anyag ZP értékét. Célszerű ezt a mérést nagy sorozatban, különböző sebességgel haladó szemcsékre megismételni. így a ZP értékek átlagát és matematikai statisztikai módszerekkel a variációs koefficiensét vagy standard deviációját is ismert módon kiszámíthatjuk, amely a mérés pontosságát is jellemzi. Vizsgáló eljárásunk egy további előnyös foganatosítási módja szerint különösen az alacsony ZP értékű anyagok esetében tapasztalható, hogy a kiválasztott szemcse helyi áramlási v sebessége az alkalmazott V feszültség hatására vv áramlási sebességértékre változik. A szemcse nem áll meg, hanem a pólusok irányától függően lassabban vagy gyorsabban halad. Amennyiben az áramlás irányába a — pólust kapcsoltuk és a szemcse áramlási sebessége csökkent a V feszültség hatására, úgy a ZP értékének előjele negatív, ellenkező esetben pedig pozitív. A kifejezés alapján is kiszámítható a Ve elektroforetikus vándorlási sebesség cm. s_l egységekben és ezzel a ZP értéke a már leírt képlettel megadható. A vizsgáló eljárás nagy variabilitással rendelkezik, mivel az áramló szemcsék között pásztázva a kiválasztott szemcse ZP értéke úgy határozható meg, hogy az áramlási sebességet és a mérőcsőre adott feszültséget egyidejűleg szabályozhatjuk A vizsgáló eljáráshoz szükséges mérőrendszer egyik előnyös megválasztási lehetősége szerint célszerűen a 3—6 mm tartományban többféle belső átmérőjű mérőcsövet alkalmazunk, amelyekbe a 0,2 mm0 platina drótot 10,0 cm távolságban építjük be. A mérőcső a mikroszkóp tárgyasztalára szokásos szorító lemezekkel rögzíthető. A megvilágítást kondenzor helyett száloptikával vagy a kondenzor elé helyezett 100 mikronos optikai résen 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
