實驗-膠體的制備和電泳

78.2試驗原理

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間會發(fā)生相對運動，若分散介質不動，膠粒會向正極（膠粒帶負電）或負極（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（非水介質）摩擦生電，荷電的膠粒與分散介質間的電勢差，稱為ζ電勢。明顯，膠粒在電場在移動速度和ζ電勢的有關。所以，ζ電勢也稱為電動電勢。溶膠的聚結不穩(wěn)定性和它們的ζ電勢大小有關。所以無論制備哪種膠體，通常都須要先了解有關膠體的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。二者之間有下關系：

式中，η為介質的黏度，l為兩極間距離，ε為介質的介電常數。本試驗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均可由試驗測出：水的η值可由手冊查得，水的ε值則按下計算得到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.電泳儀應事先用鉻酸洗液洗滌清潔，以除去管壁上可能存在的雜質。然后干凈并烘干，活塞上涂一層凡士林。b.配制電導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（1）溶膠凈化要徹底，否則將影響電泳速度。（2）幫助液電導率必需與溶膠電導率相等。（3）駕馭好裝電泳管技術，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？（2）假如電泳儀事先沒洗凈，管壁上殘留微量電解質，對電泳測量結果將有什么影響？（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率與待測溶膠的電導率相等？依據什么條件選擇作為幫助液的物質？（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)生什么現象？（1）電泳速度的快慢與哪些因素有關？答：與外加電壓V、電導率、溫度、兩極間的距離、膠體的ζ本性以及幫助液的性質等因素有關。外加電壓V越大，電泳速度越快；電導率越大，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，對電泳測量結果將有什么影響？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；因為Fe(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率與待測溶膠的電導率相等？依據什么條件選擇作為幫助液的物質？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率與待測溶膠的電導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度突變造成兩壁界面移動、速度不等產生的界面模糊。選擇作為幫助液的物質的條件是1.應為無色物質或與溶膠色差大；2.陽離子和陰離子的遷移速度應大致相等；3.兩者不發(fā)生反應；4.電導率大致相等