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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:氫氧化鐵膠體電動電位的測定(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:班級: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電位的測定(電泳法)一、目的要求掌握電泳法測定Fe(OH)3溶膠電動電勢的原理和方法。通過實(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,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Z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), Z絕對值越大,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(shí)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(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利用界面移動法測量時(shí),測出時(shí)間t時(shí)膠體運(yùn)動的距離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。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 鐵架臺上。將高位瓶的毛細(xì)管由電泳管中間插入底部。緩慢打開活塞入Fe(OH)3膠體。一 直沒過電極。將導(dǎo)管從電泳管中慢慢取出。打開電泳儀,將電壓設(shè)置60V,將電泳管比較清晰的一極插入陰極中,另一端插陽極。調(diào)好測高儀的水平儀,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。測量7個(gè)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)。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)測得Fe(OH)3的電動勢Z= X10-6 V。通過此次實(shí)驗(yàn),掌握了電泳法測定Fe(OH)3溶膠電動電勢的原理和方法,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 免因界面處電場強(qiáng)度的突變造成兩臂界面移動速度不等產(chǎn)生界面模糊。Fe(OH)3膠體帶正電。六、思考題:1、要準(zhǔn)確測定膠體的電泳速度必須注意哪些問題答:電壓要足夠,穩(wěn)定;電路暢通;溶液保證暢通無氣泡;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)為什么必須和所測溶膠的電導(dǎo)盡量接近答:對輔助液的選擇是由于Z電位對輔助液成分十分敏感,K+與C1-遷移速率 基本相同,要求電
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