氫氧化鐵膠體電動(dòng)電位的測(cè)定-實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、深圳大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程 名稱：物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱:氫氧化鐵膠體電動(dòng)電位的測(cè)定（電泳法）學(xué)院：化學(xué)與化工學(xué)院專業(yè)：食品科學(xué)與工程指導(dǎo)教師：龔曉鐘報(bào)告人：學(xué)號(hào)：班級(jí)：同組人：實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2011-4-27實(shí)驗(yàn)報(bào)告提交時(shí)間：2011-5-18教務(wù)處制氫氧化鐵膠體電動(dòng)電位的測(cè)定(電泳法)一、目的要求掌握電泳法測(cè)定Fe(OH)3溶膠電動(dòng)電勢(shì)的原理和方法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察并熟悉膠體的電泳現(xiàn)象。二、基本原理在膠體溶液中，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(shí)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(gè)擴(kuò)散雙電層。在外電場(chǎng)作用下，荷點(diǎn)

2、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(dòng)，在荷電膠粒吸附層的外界面與介質(zhì)之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的邊界處相對(duì)于均勻 介質(zhì)內(nèi)部產(chǎn)生一電勢(shì)，為Z電勢(shì)。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)， Z絕對(duì)值越大，表明膠粒電荷越多，膠粒間斥力越大，膠體越穩(wěn)定。本實(shí)驗(yàn)用界面移動(dòng)法測(cè)該膠體的電勢(shì)。在膠體管中，以KCl為介質(zhì)，用Fe(OH)3 溶膠通電后移動(dòng)，借助測(cè)高儀測(cè)量膠粒運(yùn)動(dòng)的距離，用秒表記錄時(shí)間，可算出運(yùn) 動(dòng)速度。當(dāng)帶電膠粒在外電場(chǎng)作用下遷移時(shí)，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=Knqru若膠粒運(yùn)動(dòng)速率u恒定，則

3、V f1=f2qE=Knqru(1)根據(jù)靜電學(xué)原理=q/eru=sE/Knn將代入(1)得u=sE/Knn利用界面移動(dòng)法測(cè)量時(shí)，測(cè)出時(shí)間t時(shí)膠體運(yùn)動(dòng)的距離S,兩伯極間的電位差和電極間的距離L，則有E=0/L， u=s/t代入(3)代入(3)得作st圖，由斜率和已知得E和n，可求Z電勢(shì)。三、儀器及試劑Fe(OH)3膠體，KCl輔助溶液，高位瓶，電泳管，直尺，電泳儀。1電極1電極2 KCl溶液 3 Fe(OH)3溶膠三、實(shí)驗(yàn)步驟洗凈電泳管和高位瓶，然后在電泳管中加入KCl輔助溶液，使其高度至電泳 管的一半，將電泳管固定在鐵架臺(tái)上。插入電極。(注意兩電極口必須水平)在高位瓶中加入40ml的Fe(OH

4、)3膠體溶液，趕走導(dǎo)管中的氣泡，將其固定在 鐵架臺(tái)上。將高位瓶的毛細(xì)管由電泳管中間插入底部。緩慢打開(kāi)活塞入Fe(OH)3膠體。一 直沒(méi)過(guò)電極。將導(dǎo)管從電泳管中慢慢取出。打開(kāi)電泳儀，將電壓設(shè)置60V，將電泳管比較清晰的一極插入陰極中，另一端插陽(yáng)極。調(diào)好測(cè)高儀的水平儀，并記錄電泳管陰極溶液界面的初始位置。將電泳儀置于工作位置，同時(shí)記時(shí)，每4分鐘記一次界面高度。測(cè)量7個(gè)點(diǎn)后停止實(shí)驗(yàn)，關(guān)閉電泳儀開(kāi)關(guān)，用細(xì)繩測(cè)量電極兩端的距離，測(cè) 三次，記錄數(shù)據(jù)。拋棄電泳管中的試液，并沖洗干凈。、四、數(shù)據(jù)記錄與處理實(shí)驗(yàn)前溫度：28.3 C大氣壓： kpa實(shí)驗(yàn)后溫度：27.7 C大氣壓： kpa電壓：V兩極間距離L(cm

5、): 32.90cm已知： = U=60VL=時(shí)間/min5101520253035位移/cm根據(jù)上表作圖得:5 9 5 山眼高面液5 9 5 山眼高面液依據(jù)公式：S=0s/4nnL)*t和已知的n和就可算出Z電位：由圖得斜率：K= Ze /4 nn L= cm min-1查 得： e =78.36 F/m n =測(cè)得電極間距為：L=32.90 cm實(shí)驗(yàn)電壓：6=60v將數(shù)值代入得：Z= X 10-6 V結(jié)果與討論實(shí)驗(yàn)測(cè)得Fe(OH)3的電動(dòng)勢(shì)Z= X10-6 V。通過(guò)此次實(shí)驗(yàn)，掌握了電泳法測(cè)定Fe(OH)3溶膠電動(dòng)電勢(shì)的原理和方法，同 時(shí)觀察和熟悉了膠體的電泳現(xiàn)象。導(dǎo)致誤差的可能原因：儀器的

6、干凈程度要求很高，否則可能發(fā)生膠體凝聚，導(dǎo)致毛細(xì)管堵塞。故一 定要將儀器清洗干凈。觀察界面移動(dòng)時(shí)，應(yīng)由同一個(gè)人觀察，從而減小誤差。實(shí)驗(yàn)中輔助液的選擇十分重要，要求輔助液的電導(dǎo)率與溶膠的一致，避 免因界面處電場(chǎng)強(qiáng)度的突變?cè)斐蓛杀劢缑嬉苿?dòng)速度不等產(chǎn)生界面模糊。Fe(OH)3膠體帶正電。六、思考題：1、要準(zhǔn)確測(cè)定膠體的電泳速度必須注意哪些問(wèn)題答：電壓要足夠，穩(wěn)定；電路暢通；溶液保證暢通無(wú)氣泡；電泳管要洗干凈，不能有雜質(zhì)或其它電解質(zhì)存在；溶膠要充分滲析；實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的氣泡要少；要精確測(cè)量界面上升的距離和所需的時(shí)間等.2、本實(shí)驗(yàn)所用的稀NaCl溶液的電導(dǎo)為什么必須和所測(cè)溶膠的電導(dǎo)盡量接近答：對(duì)輔助液的選擇是由于Z電位對(duì)輔助液成分十分敏感,K+與C1-遷移速率 基本相同，要求電