Fe(OH)3胶体电动势的测定

实 验 步 骤
将事先洗净的的电泳仪 如图（ ） 如图（1）放置在铁架 台上， 台上，调节高度并保持 竖直。 竖直。
图（1） ）
实 验 步 骤
2.将待测的 Fe(OH )3 将待测的 胶体通过漏斗注入电泳仪的U 胶体通过漏斗注入电泳仪的 形管底部位置，再用2支滴管将电导率与胶体相 形管底部位置，再用 支滴管将电导率与胶体相 溶液沿U形管左右两臂的壁管 形管左右两臂的壁管， 同的稀 HCl 溶液沿 形管左右两臂的壁管，等量 的缓缓加入至能淹没电极为止， 的缓缓加入至能淹没电极为止，保持两液相间的 界面清晰。 界面清晰。 3.轻轻将铂电极插入 HCl液层中，切勿扰动液面， 轻轻将铂电极插入 液层中，切勿扰动液面， 铂电极应保持垂直，并使两电极浸入液面的深度 铂电极应保持垂直， 相等。 相等。
当带电胶粒在外电场作用下迁移时,胶粒电荷为 当带电胶粒在外电场作用下迁移时 胶粒电荷为 ， q 则胶粒受到静电力为: 两极间的的电位梯度为 , 则胶粒受到静电力为 w
f1 = qw
实 验 原 理
胶粒在介质中受到的阻力为：
f2 = Kπη ru
其中K为与粒子形状有关的常数， 其中 为与粒子形状有关的常数 对球状粒子为 ， 5.4×1010V 2S2Kg−1m−1 10 2 2 ； 1 −1 − 对棒状粒子为 3.6×10 V S Kg m
qw = Kπηru
ζεw u= Kπη
q = （ε为介电常数 ） 为介电常数 εr
通过上述式子可以求得电泳速率
实 验 原 理
利用界面移动法测量时，若测出时间t (s)时胶体界 利用界面移动法测量时，若测出时间 时胶体界 面移动距离S（ ），两铂电极间的电位差Φ ），两铂电极间的电位差 面移动距离 （m），两铂电极间的电位差 (v) 和电极间的距离L 和电极间的距离 (m),则有 则有 E=Φ/L ,u=S/t
《物理化学实验》电子教材系列 物理化学实验》
实验3 15— 实验3-15—Fe(OH)3胶体 电动势的测定
江西师范大学化学化工学院物理化学教研室编 2010年 2010年5月
实 验 目 的
观察电泳现象， 观察电泳现象，掌握用宏观电泳法测定胶粒移动 速度及电动电势的方法
利用界面移动法测定Fe(OH) 利用界面移动法测定Fe(OH)3溶胶的电动势
实验误差分析
1.随着测量时间的延长，会发生以下情况：电泳 随着测量时间的延长，会发生以下情况： 随着测量时间的延长 管受热会产生热对流， 管受热会产生热对流，电极反应引起电泳管的有 效长度的改变，电极反应产物污染样品， 效长度的改变，电极反应产物污染样品，颗粒的 沉降从而造成颗粒电荷的分配发生变化。 沉降从而造成颗粒电荷的分配发生变化。 2.电泳的实验方法有多种，本实验方法为界面移 电泳的实验方法有多种， 电泳的实验方法有多种 动法， 动法，适合于溶胶或大分子溶液与分散质形成的 界面在电场作用下移动速度的测定。 界面在电场作用下移动速度的测定。此外还有显 微镜电泳法和区域电泳法。 微镜电泳法和区域电泳法。显微镜电泳法适用于 粗颗粒的悬浮液和乳状液；区域电泳法已成为分 粗颗粒的悬浮液和乳状液； 离与分析蛋白质的基本方法。 离与分析蛋白质的基本方法。
ε = 80 − 0.4(T K − 293)
5.由胶体电泳时的方向，确定胶粒所带电荷。 由胶体电泳时的方向，确定胶粒所带电荷。 由胶体电泳时的方向
实 验 思 考
1、Fe(OH)3 带什么电荷？ 、 带什么电荷？ 2、选择辅助液时为什么其电导要与胶体相同？ 、选择辅助液时为什么其电导要与胶体相同？ 3、如果电泳仪事先没清洗干净，管壁上残留有微量 、如果电泳仪事先没清洗干净， 电解质，对电泳测量结果有何影响？ 电解质，对电泳测量结果有何影响？
实 验 原 理
由于胶粒本身的电离， 由于胶粒本身的电离，或胶粒在分散介质中选择吸 附一定量的离子，使胶粒表面具有一定量的电荷。 附一定量的离子，使胶粒表面具有一定量的电荷。 在胶粒的周围分散介质中， 在胶粒的周围分散介质中，有电量相同的而符号相 反的离子存在，会形成了双电层 双电层。 反的离子存在，会形成了双电层。
ζΦε S= t 4πη L
可求ζ电势 作S–t图，由直线斜率和已知得 和η,可求 电势。 图 由直线斜 伏特计 铂电极 1支 支 1个 个 2支 支 直流稳压电源器 计时器 吸管 1台 台 1个 个 2支 支
Fe(OH)3胶体溶液
辅助溶液（电导率和胶体溶液相同） HCl辅助溶液（电导率和胶体溶液相同）
η为介质黏度（PaS）； 为介质黏度（ 为介质黏度 ）； r为胶粒半径（m）; 为胶粒半径（ ） 为胶粒半径 u为胶粒相对移动速率 ms−1。 为胶粒相对移动速率( )。 为胶粒相对移动速率
实 验 原 理
若胶粒运动速率u恒定 则有 若胶粒运动速率 恒定,则有 恒定
f1 = f2
根据静电原理： 根据静电原理：ζ
数 据 处 理
1.由U形管的两边在时间 内界面移动的距离 d值，计 由 形管的两边在时间 形管的两边在时间t内界面移动的距离 算电泳的速率（ 算电泳的速率（u = d t）。 2.由电压 和两极间距 计算电位梯度（ w=U l ）。 由电压U和两极间距 计算电位梯度（ 由电压 和两极间距L计算电位梯度 ζεw 3.将u和w代入 u = 将 和 代入 可计算胶粒的ζ电势。 可计算胶粒的 电势。 电势 Kπη 4.不同温度时水的介电常数 按下式计算： 不同温度时水的介电常数ε 不同温度时水的介电常数 按下式计算：
实 验 步 骤
将两电极接于60V左右直流电源上，按下电键，同 左右直流电源上，按下电键， 将两电极接于 左右直流电源上 时开始计时40min。 。 时开始计时 沿U形管中线量出两极间距，此数值须测量多次， 形管中线量出两极间距， 形管中线量出两极间距 此数值须测量多次， 取平均值。 取平均值。 实验结束后，倒掉胶体，洗净 形管和电极 形管和电极， 实验结束后，倒掉胶体，洗净U形管和电极，擦干 电极并放入电极合中。 电极并放入电极合中。
在外电场作用下， 在外电场作用下，荷电的胶体与分散介质间发生相 对运动使得荷正（ 电的胶粒向负（ 对运动使得荷正（负）电的胶粒向负（正）极移动 的现象叫电泳 电泳。 的现象叫电泳。
实 验 原 理
在外电场作用下， 在外电场作用下，可以产生相对移动的荷电胶粒 与其余的处于扩散层中的离子之间的电位差， 与其余的处于扩散层中的离子之间的电位差，称 电动电位， 电位。 与胶粒的性质、 为电动电位，亦可称 ζ 电位。 与胶粒的性质、介 ζ 质成分及胶体的浓度有关。 质成分及胶体的浓度有关。