氫氧化鐵膠體電動電位的測定電泳法

1、氫氧化鐵膠體電動電位的測定一、目的要求1、掌握電泳法測定Fe(OH)3溶膠電動電勢的原理和方法。2、通過實(shí)驗(yàn)觀察并熟悉膠體的電泳現(xiàn)象。二、實(shí)驗(yàn)原理在膠體溶液中，分散在介質(zhì)中的微粒由于自身的電離或表面吸附其他粒子而形成帶一定電荷的膠粒，同時在膠粒附近的介質(zhì)中必然分布有與膠粒表面電性相反而電荷數(shù)量相同的反離子，形成一個擴(kuò)散雙電層。在外電場作用下，荷點(diǎn)的膠粒攜帶起周圍一定厚度的吸附層向帶相反電荷的電極運(yùn)動，在荷電膠粒吸附層的外界面與介質(zhì)之間相對運(yùn)動的邊界處相對于均勻介質(zhì)內(nèi)部產(chǎn)生一電勢，為 電勢。它隨吸附層內(nèi)離子濃度，電荷性質(zhì)的變化而變化。它與膠體的穩(wěn)定性有關(guān)，絕對值越大，表明膠粒電荷越多，膠粒間斥力

2、越大，膠體越穩(wěn)定。本實(shí)驗(yàn)用界面移動法測該膠體的電勢。在膠體管中，以KCl為介質(zhì)，用Fe(OH)3溶膠通電后移動，借助測高儀測量膠粒運(yùn)動的距離，用秒表記錄時間，可算出運(yùn)動速度。當(dāng)帶電膠粒在外電場作用下遷移時，膠粒電荷為q，兩極間的的電位梯度為E，則膠粒受到靜電力為 f1=Eq膠粒在介質(zhì)中受到的阻力為 f2=Kru若膠粒運(yùn)動速率u恒定， 則 f1=f2 qE=Kru (1)根據(jù)靜電學(xué)原理 =q/r (2) 將(2)代入(1)得 u=E/K(3)利 用界面移動法測量時，測出時間t 時膠體運(yùn)動的距離S，兩鉑極間的電位差和電極間的距離L，則有 E=/L， u=s/t (4)代入(3)得 S=(/4L)&

3、#183;t作St圖，由斜率和已知得和，可求電勢。 電泳公式可表示為：上式中為分散介質(zhì)的粘度，為介電常數(shù)，25時，=0.000894Pa·S，=78.36，U為加于電泳測定管兩端的電壓（V），l是兩極間的距離（cm），u是電泳速度（cm·s-1)?；钊o助液Fe(OH)3膠體鉑片電極圖2.14.1 電泳儀三、儀器與試劑Fe(OH)3膠體，KCl輔助溶液，電泳管，直尺，電泳儀四、實(shí)驗(yàn)步驟1洗凈電泳管，然后在電泳管中加入50ml的Fe(OH)3膠體溶液，用滴管將KCl 輔助溶液延電泳管壁緩慢加入，以保持膠體與輔助液分層明顯，（注意電泳管兩邊必須加入等量的輔助液）。 2輔助液加至

4、高出膠體10厘米時即可，此時插入兩個鉑電極，將電泳管比較清晰的一極插入陰極中，另一端插陽極。測量兩電極之間的距離。 3打開電泳儀，將電壓設(shè)置60V。4將電泳儀置于工作位置，同時記時，每10分鐘記一次界面高度。 5測量7個點(diǎn)后停止實(shí)驗(yàn)，關(guān)閉電泳儀開關(guān)，用細(xì)繩測量電極兩端的距離，測三次，記錄數(shù)據(jù)。 6拋棄電泳管中的試液，并沖洗干凈。五、數(shù)據(jù)記錄及其處理實(shí)驗(yàn)環(huán)境：溫度：始：29.0 末：29.1大氣壓：始：101.72Kpa 末：101.60Kpa電壓：60V 兩級間距離：26.42cm、26.55cm、26.70cm 平均：26.56cm時間/min05101520253035位移/cm9.609

5、.319.249.008.818.618.488.65根據(jù)趨勢線得斜率為：-0.0371，即電泳的速率為u=0.0371cm·min-1=6.18×10-2 m·S-1=0.000894Pa·S =78.36F·m-1 U=60V l=26.56cm=0.2656m代入公式得：=3002（40×3.14×0.000894）/78.36×6.18×10-2 /(60.0/0.2656) V=0.03488V文獻(xiàn)值：氫氧化鐵溶膠z= +0.044Vz與理論值相比偏小，有一定誤差，相對誤差為：（0.03488-

6、0.044）/0.044=20.72%誤差主要來源是兩級間的距離l是用細(xì)線在U型管外部測量得到的，不確定性很高；在測量輔助液高度時，雖然液面分界處較清晰，但是還是比較難確定膠體的最高點(diǎn)，測量有一定的視差；在處理數(shù)據(jù)是我舍去了第35min的點(diǎn)，在35min膠體液面上升并且已經(jīng)與輔助液混合在一起模糊了，為了減少斜率的誤差而舍去。本實(shí)驗(yàn)的成功之處是：輔助液的電導(dǎo)與所測溶膠電導(dǎo)接近，消除電勢梯度，使電泳速率一致，從而使膠體移動界面清晰，這都是師兄的功勞。其次是在加輔助液時要很小心很慢地加入，考驗(yàn)?zāi)托?。六、思考與討論1、如果電泳儀沒有洗干凈，管壁上殘留有微量的電解質(zhì)，對電泳測量的結(jié)果將有什么影響？ 答：

7、若殘留有微量電解質(zhì)可能會使膠體聚沉而看不到電泳現(xiàn)象，可能會改變U型管里膠體與輔助液的電導(dǎo)大小，產(chǎn)生電位梯度，使實(shí)驗(yàn)不能順利進(jìn)行，還可能會使膠體向相反方向發(fā)展。2、電泳速率的快慢與哪些因素有關(guān)？答：加電場強(qiáng)度影響大，外加電壓大，速度快。與膠體和輔助液的電導(dǎo)值大小有關(guān)，電導(dǎo)越大，電泳速度越快。兩級間的距離，距離越短，速度越快；還與溫度有關(guān)，溫度越高，膠體間的粘度降低，有利于電泳速度的提高。3、電泳中輔助液起什么作用?選擇輔助液的依據(jù)是什么？答：輔助液的作用：使膠體能順利通電發(fā)生電泳，是膠體電泳的介質(zhì)。選擇輔助液的依據(jù)：與膠體顏色反差要大，便于區(qū)分；較膠體比重要輕，界面容易清晰；輔助液正負(fù)離子遷移的速度要相近，克服兩臂中上升和下降速度不等的困難； 輔助液電導(dǎo)要近于溶膠，以消除其間的電位梯度，否則需要進(jìn)行修正。七、注意事項(xiàng)1、電泳測定管須洗凈，以免其它離子干擾。2、向電泳管中注入膠體時一定要緩緩地加入，保證膠體界面的清晰。3、注意膠體所帶的電荷，不要將電極插錯。6、在選取輔助液時一定要保證其電導(dǎo)與