實(shí)驗(yàn)-膠體的制備和電泳

78.2試驗(yàn)原理

幾乎全部膠體系的顆粒都帶電荷。在外電場中，這些荷電的膠粒與分散介質(zhì)間會發(fā)生相對運(yùn)動，若分散介質(zhì)不動，膠粒會向正極（膠粒帶負(fù)電）或負(fù)極（膠粒帶正電）移動，稱為電泳。

膠粒荷電的來源可能是本身電離、吸附離子或與分散介質(zhì)（非水介質(zhì)）摩擦生電，荷電的膠粒與分散介質(zhì)間的電勢差，稱為ζ電勢。明顯，膠粒在電場在移動速度和ζ電勢的有關(guān)。所以，ζ電勢也稱為電動電勢。溶膠的聚結(jié)不穩(wěn)定性和它們的ζ電勢大小有關(guān)。所以無論制備哪種膠體，通常都須要先了解有關(guān)膠體的ζ電勢。

在同一外電場（電壓為V）和同一溫度下，膠粒移動的速率（即電泳速率）U與ζ電勢的大小有關(guān)。二者之間有下關(guān)系：

式中，η為介質(zhì)的黏度，l為兩極間距離，ε為介質(zhì)的介電常數(shù)。本試驗(yàn)是接受界面移動法來測出電泳速率，它是通過視察t時間內(nèi)電泳儀中溶膠與輔液界面在電場作用下移動距離l′后，由u=l′/t求出，故式中l(wèi),l′,t,u均可由試驗(yàn)測出：水的η值可由手冊查得，水的ε值則按下計(jì)算得到F·m-178.3操作步驟1.純化氫氧化鐵溶膠的制備用量筒量取65mL，已備氫氧化鐵溶液，加熱至接近沸騰，可得棕色溶膠，備用。放入滲析袋中扎好口，置于有蒸餾水的燒杯中每10min換一次水至檢不出Cl-與Fe3+為止。2.測定電泳速度U和電位梯度a.電泳儀應(yīng)事先用鉻酸洗液洗滌清潔，以除去管壁上可能存在的雜質(zhì)。然后干凈并烘干，活塞上涂一層凡士林。b.配制電導(dǎo)率與膠體溶液相同的KCl溶液

c.將待測氫氧化鐵膠體溶液從漏斗注入電泳儀的U形管底部至超過0刻度線。關(guān)閉活塞，并將多出的部分溶液倒出。將KCl溶液加入U形管左右兩臂的管壁，至約15cm高度，漸漸旋轉(zhuǎn)活塞使兩液間形成清晰的界面，輕輕將兩支鉑電極插入氯化鉀液層中，并使兩極浸入液面下的深度相等。登記界面的位置。d.把正負(fù)極接于30～50V直流電源上，按下電鍵，起先記時，登記界面的位置。每隔10min記錄一次。e.測完后，關(guān)閉電源，用銅絲量出兩極間的距離。（不是水平距離）共量3～5次，取平均值。78.4留意事項(xiàng)（1）溶膠凈化要徹底，否則將影響電泳速度。（2）幫助液電導(dǎo)率必需與溶膠電導(dǎo)率相等。（3）駕馭好裝電泳管技術(shù)，必需做到幫助液與溶膠的界面分明。78.5問題探討

（1）電泳速度的快慢與哪些因素有關(guān)？（2）假如電泳儀事先沒洗凈，管壁上殘留微量電解質(zhì)，對電泳測量結(jié)果將有什么影響？（3）Fe(OH)3溶膠膠粒帶何種符號的電荷？為什么它會帶此種符號的電荷？（4）測ζ電位時，為什么要限制所用的幫助液的電導(dǎo)率與待測溶膠的電導(dǎo)率相等？依據(jù)什么條件選擇作為幫助液的物質(zhì)？（5）在電泳測定中如不用幫助液體，把兩電極干脆插入溶膠中會發(fā)生什么現(xiàn)象？（1）電泳速度的快慢與哪些因素有關(guān)？答：與外加電壓V、電導(dǎo)率、溫度、兩極間的距離、膠體的ζ本性以及幫助液的性質(zhì)等因素有關(guān)。外加電壓V越大，電泳速度越快；電導(dǎo)率越大，電泳速度越快；兩極間的距離越短，電泳速度越快；溫度越高，介質(zhì)粘度越低，電泳速度越快。78.6

參考答案（2）假如電泳儀事先沒洗凈，管壁上殘留微量電解質(zhì)，對電泳測量結(jié)果將有什么影響？答：可能會影響溶膠的電位，甚至使溶膠凝合。（3）Fe(OH)3膠粒帶何種符號的電荷？為什么它會帶此種符號的電荷？

答：Fe(OH)3溶膠膠粒帶正電荷；因?yàn)镕e(OH)3溶膠膠粒吸附了溶膠中的正離子，因而帶正電荷。（4）測ζ電位時，為什么要限制所用的幫助液的電導(dǎo)率與待測溶膠的電導(dǎo)率相等？依據(jù)什么條件選擇作為幫助液的物質(zhì)？答：測ζ電勢時，ζ電勢對幫助液的成分敏感，只有限制幫助液的電導(dǎo)率與待測溶膠的電導(dǎo)率相等才能保證幫助液的移動速度與溶膠相等，可以避開因界面處電場強(qiáng)度突變造成兩壁界面移動、速度不等產(chǎn)生的界面模糊。選擇作為幫助液的物質(zhì)的條件是1.應(yīng)為無色物質(zhì)或與溶膠色差大；2.陽離子和陰離子的遷移速度應(yīng)大致相等；3.兩者不發(fā)生反應(yīng)；4.電導(dǎo)率大致相等