電滲法測(cè)定膠體溶液的電動(dòng)勢(shì)

1、電滲法測(cè)定膠體溶液的電動(dòng)勢(shì)一、目的要求掌握電滲法測(cè)定z電勢(shì)的原理加深理解電滲是膠體中液相和固相在外電場(chǎng)作用下相對(duì)移動(dòng)而產(chǎn)生的電性現(xiàn)象。二、基本原理電滲屬于膠體的電動(dòng)現(xiàn)象。電動(dòng)現(xiàn)象是指溶膠粒子的運(yùn)動(dòng)與電性能之間的關(guān)系，一般包 括電泳、電滲、流動(dòng)電位與沉降電位。電動(dòng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是由于雙電層結(jié)構(gòu)的存在，其緊 密層和擴(kuò)散層中各具有相反的剩余電荷，在外電場(chǎng)或外加壓力下，它們發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)， 產(chǎn)生z電勢(shì)，若分散介質(zhì)對(duì)靜態(tài)的分散相膠粒發(fā)生相對(duì)移動(dòng)，稱(chēng)為電滲。在外加電場(chǎng)作用下，液體通過(guò)多孔固體隔膜，可貫穿隔膜的許多毛細(xì)管。所以根據(jù)液體 在外加電場(chǎng)下通過(guò)毛細(xì)管的例子，就能推導(dǎo)出電滲公式。圖II第I WI【管電停模型

2、如圖11-25-1所示，設(shè)電滲發(fā)生在一半徑為r的毛細(xì)管中，又設(shè)固體與液體接觸界面處 的吸附層厚度為6，若表面電荷密度為p，電位梯度為3，則界面上單位面積所受靜 電力為f1=p 3，而液體在毛細(xì)管中作層流運(yùn)動(dòng)時(shí)，單位面積所受阻力(11-25式中u式中u為電滲速率為液體的粘度，故25-2)設(shè)界面處的電荷分布情況可看作類(lèi)似于一個(gè)平板電容器上的電荷分布情況，由平板電容 器的電容L半(U -25-4)式中。為液體介質(zhì)的介電常數(shù)。合并式(II-25-2)和(II- 25-4)若毛細(xì)管截面積為A，液體在單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)毛細(xì)管的流量為u，則式中I為通過(guò)兩電極間的電流;R為兩電極間的電阻，K為液體介質(zhì)的電導(dǎo)率;l

3、為兩電極 間距離。于是得到若已知液體介質(zhì)的粘度n，介電常數(shù)，電導(dǎo)率K (可以通過(guò)手冊(cè)查詢)，只要測(cè) 定在電場(chǎng)作用下通過(guò)液體介質(zhì)的電流強(qiáng)度I，以及單位時(shí)間內(nèi)液體由于受電場(chǎng)作用流過(guò) 毛細(xì)管的流量u，就可以從式(II -25-9)算出Z電勢(shì)。三、實(shí)驗(yàn)儀器及試劑WY-5A 電滲儀，Pt 電極，0.100 M KCl 溶液，0.010 M KCl 溶液，0.001 M KCl 溶液，秒 表。四、實(shí)驗(yàn)步驟1、依次用蒸餾水和0.001 M KCl溶液將玻璃電滲管洗凈，并在其中注入0.001 M KCl溶液至計(jì)量管上方。2、用1mL注射器從計(jì)量管左邊膠管的中部注入小氣泡至計(jì)量管區(qū)間。注意氣泡不能過(guò) 大。注入氣

4、泡時(shí)，注射器內(nèi)空氣體積不能大于0.04 mL。每次注入氣泡控制氣泡大小 均勻。WY-5A電滲儀WY-5A電滲儀鉑絲電極圖中編號(hào)說(shuō)明：1、Pt電極2、電極管 3、優(yōu)質(zhì)硅膠管4、計(jì)量管5、樣品6、指示氣泡7、樣品玻璃管8、溶液3、輕輕將兩支伯電極同時(shí)插入電滲管。（此時(shí)計(jì)量管中的小氣泡會(huì)發(fā)生位移，須耐心調(diào) 整，使氣泡處于計(jì)量管區(qū)間。）4、開(kāi)機(jī)前先檢查“輸出調(diào)節(jié)”旋鈕應(yīng)在逆時(shí)針到底的位置。WY-5A直流穩(wěn)壓電源有一 組輸出插孔，其輸出極性以紅色指示燈為標(biāo)志，輸出插孔上方紅色指示燈亮為正極， 另一插孔為負(fù)極。電極的一端為Pt電極，另一端為輸出插頭。將電極輸出插頭與直流穩(wěn)壓電源輸出插孔相連接。接通電源，用

5、“極性選擇”開(kāi)關(guān)可控制Pt鉑金電極的正負(fù)號(hào)。起初先使計(jì)量管中的 液體從右向左流動(dòng)，待氣泡到接近計(jì)量管左端硅膠管處斷電1min，然后再接通電源， 順時(shí)針緩慢調(diào)節(jié)“輸出調(diào)節(jié)”旋鈕，使電壓恒定在100-200 V，用秒表記錄計(jì)量管中 氣泡移動(dòng)10小格（從刻度1.0到刻度1.2）的時(shí)間，切斷電路，休息1min，交換兩 支電極，接通電源，此時(shí)電流方向與上次相反，記錄液體反向流過(guò)相同體積的時(shí)間， 斷電1min。測(cè)定1個(gè)往返的時(shí)間。注意：氣泡的移動(dòng)方向是從負(fù)極到正極。避免通 電時(shí)雙手同時(shí)接觸輸出線的U型插片，以免觸電。5、按照上述方法依次測(cè)量氣泡在0.010 M KCl溶液和0.100 M KCl溶液中的移動(dòng)時(shí)間。6、關(guān)閉儀器，將溶液倒掉，洗凈電滲管。五、數(shù)據(jù)處理記錄三種濃度的