氢氧化铁胶体电动电位的测定(电泳法)

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1、氢氧化铁胶体电动电位的测定一、目的要求1、掌握电泳法测定Fe(OH)3溶胶电动电势的原理和方法。2、通过实验观察并熟悉胶体的电泳现象。二、实验原理在胶体溶液中，分散在介质中的微粒由于自身的电离或表面吸附其他粒子而形成带一定电荷的胶粒，同时在胶粒附近的介质中必然分布有与胶粒表面电性相反而电荷数量相同的反离子，形成一个扩散双电层。在外电场作用下，荷点的胶粒携带起周围一定厚度的吸附层向带相反电荷的电极运动，在荷电胶粒吸附层的外界面与介质之间相对运动的边界处相对于均匀介质内部产生一电势，为ζ电势。它随吸附层内离子浓度，

2、电荷性质的变化而变化。它与胶体的稳定性有关，ζ绝对值越大，表明胶粒电荷越多，胶粒间斥力越大，胶体越稳定。本实验用界面移动法测该胶体的电势。在胶体管中，以KCl为介质，用Fe(OH)3溶胶通电后移动，借助测高仪测量胶粒运动的距离，用秒表记录时间，可算出运动速度。当带电胶粒在外电场作用下迁移时，胶粒电荷为q，两极间的的电位梯度为E，则胶粒受到静电力为f1=Eq胶粒在介质中受到的阻力为f2=Kπηru若胶粒运动速率u恒定，则f1=f2qE=Kπηru………………………………(1)　　　　　　　　　根据静电学原理ζ=q

3、/εr………………………………(2)　　　　　　将(2)代入(1)得u=ζεE/Kπη…………………………………(3)利用界面移动法测量时，测出时间t时胶体运动的距离S，两铂极间的电位差Φ和电极间的距离L，则有　　　　　　　　　　　　　E=Φ/L，u=s/t………………………………(4)　　　　　　　　代入(3)得S=(ζΦε/4πηL)·t作S—t图，由斜率和已知得ε和η，可求ζ电势。电泳公式可表示为：上式中η为分散介质的粘度，ε为介电常数，25℃时，η=0.000894Pa·S，ε=78.36，U为加于电泳

4、测定管两端的电压（V），l是两极间的距离（cm），u是电泳速度（cm·s-1)。活塞辅助液Fe(OH)3胶体铂片电极图2.14.1电泳仪三、仪器与试剂Fe(OH)3胶体，KCl辅助溶液，电泳管，直尺，电泳仪四、实验步骤1．洗净电泳管，然后在电泳管中加入50ml的Fe(OH)3胶体溶液，用滴管将KCl辅助溶液延电泳管壁缓慢加入，以保持胶体与辅助液分层明显，（注意电泳管两边必须加入等量的辅助液）。2．辅助液加至高出胶体10厘米时即可，此时插入两个铂电极，将电泳管比较清晰的一极插入阴极中，另一端插阳极。测量两电极之间

5、的距离。3．打开电泳仪，将电压设置60V。4．将电泳仪置于工作位置，同时记时，每10分钟记一次界面高度。5．测量7个点后停止实验，关闭电泳仪开关，用细绳测量电极两端的距离，测三次，记录数据。6．抛弃电泳管中的试液，并冲洗干净。五、数据记录及其处理实验环境：温度：始：29.0℃末：29.1℃大气压：始：101.72Kpa末：101.60Kpa电压：60V两级间距离：26.42cm、26.55cm、26.70cm平均：26.56cm时间/min05101520253035位移/cm9.609.319.249.008

6、.818.618.488.65根据趋势线得斜率为：-0.0371，即电泳的速率为u=0.0371cm·min-1=6.18×10-2m·S-1η=0.000894Pa·Sε=78.36F·m-1U=60Vl=26.56cm=0.2656m代入公式得：ζ=3002[（40×3.14×0.000894）/78.36]×[6.18×10-2/(60.0/0.2656)]V=0.03488V文献值：氢氧化铁溶胶z=+0.044Vz与理论值相比偏小，有一定误差，相对误差为：（0.03488-0.044）/0.044=20

7、.72%误差主要来源是①两级间的距离l是用细线在U型管外部测量得到的，不确定性很高；②在测量辅助液高度时，虽然液面分界处较清晰，但是还是比较难确定胶体的最高点，测量有一定的视差；③在处理数据是我舍去了第35min的点，在35min胶体液面上升并且已经与辅助液混合在一起模糊了，为了减少斜率的误差而舍去。本实验的成功之处是：辅助液的电导与所测溶胶电导接近，消除电势梯度，使电泳速率一致，从而使胶体移动界面清晰，这都是师兄的功劳。其次是在加辅助液时要很小心很慢地加入，考验耐性。六、思考与讨论1、如果电泳仪没有洗干净，管

8、壁上残留有微量的电解质，对电泳测量的结果将有什么影响？答：若残留有微量电解质可能会使胶体聚沉而看不到电泳现象，可能会改变U型管里胶体与辅助液的电导大小，产生电位梯度，使实验不能顺利进行，还可能会使胶体向相反方向发展。2、电泳速率的快慢与哪些因素有关？答：①加电场强度影响大，外加电压大，速度快。②与胶体和辅助液的电导值大小有关，电导越大，电泳速度越快。③两级间的距离，距离越短，速度越快；