实验二   氢氧化铁胶体电动电位的测定（电泳法）

Ⅰ、目的要求

(1)掌握电泳法测定Fe(OH)3溶胶电动电势的原理和方法。

(2)通过实验观察并熟悉胶体的电泳现象。

Ⅱ、基本原理

在胶体溶液中，分散在介质中的微粒由于自身的电离或表面吸附其他粒子而形成带一定电荷的胶粒，同时在胶粒附近的介质中必然分布有与胶粒表面电性相反而电荷数量相同的反离子，形成一个扩散双电层。

在外电场作用下，荷点的胶粒携带起周围一定厚度的吸附层向带相反电荷的电极运动，在荷电胶粒吸附层的外界面与介质之间相对运动的边界处相对于均匀介质内部产生一电势，为 ζ电势。

它随吸附层内离子浓度，电荷性质的变化而变化。它与胶体的稳定性有关，ζ{jd1}值越大，表明胶粒电荷越多，胶粒间斥力越大，胶体越稳定。

本实验用界面移动法测该胶体的电势。在胶体管中，以KCl为介质，用Fe(OH)3溶胶通电后移动，借助测高仪测量胶粒运动的距离，用秒表记录时间，可算出运动速度。

当带电胶粒在外电场作用下迁移时，胶粒电荷为q，两极间的的电位梯度为E，则胶粒受到静电力为          f1=Eq

胶粒在介质中受到的阻力为          f2=Kπηru

若胶粒运动速率u恒定，     则 f1=f2     qE=Kπηru              (1)

根据静电学原理                ζ=q/εr                          (2)

将(2)代入(1)得                 u=ζεE/Kπη                      (3)

利 用界面移动法测量时，测出时间t 时胶体运动的距离S，两铂极间的电位差Φ和电极间的距离L，则有

     E=Φ/L， u=s/t                                (4)

代入(3)得                S=(ζΦε/4πηL)?t

作S—t图，由斜率和已知得ε和η，可求ζ电势。

Ⅲ、仪器及试剂

Fe(OH)3胶体，KCl辅助溶液，高位瓶，电泳管，直尺，电泳仪。

Ⅳ、实验步骤

1．洗净电泳管和高位瓶，然后在电泳管中加入KCl 辅助溶液，使其高度至电泳管的一半，将电泳管固定在铁架台上。插入电极。(注意两电极口必须水平)

2．在高位瓶中加入50ml的Fe(OH)3胶体溶液，赶走导管中的气泡，将其固定在铁架台上。

3．将高位瓶的毛细管由电泳管中间插入底部。缓慢打开活塞入Fe(OH)3胶体。一直没过电极。将导管从电泳管中慢慢取出。

4．打开电泳仪，将电压设置100V，将电泳管比较清晰的一极插入阴极中，另一端插阳极。

5．调好测高仪的水平仪，并记录电泳管阴极溶液界面的初始位置。

6．将电泳仪置于工作位置，同时记时，每4分钟记一次界面高度。

7．测量7个点后停止实验，关闭电泳仪开关，用细绳测量电极两端的距离，测三次，记录数据。

8．抛弃电泳管中的试液，并冲洗干净。

1 电极 2 KCl溶液  3 Fe(OH)3溶胶

Ⅴ、数据处理

电  压：      V                     实验温度：      ℃       

两极间距离L(cm):        、      、     

依据公式：S=(ζΦε/4πηL)?t和已知的η和ε就可算出ζ电位

文献值：

对介质水         ε＝80－0.4（T/K-293)

η＝0.01005Pa·s（20℃）         

η＝0.00894Pa·s（25℃）

Ⅵ．实验注意事项

1、电泳测定管须洗净，以免其它离子干扰。

2、从高位瓶向电泳仪中注入胶体时一定要缓缓地加入，保证胶体界面的清晰。

3、注意胶体所带的电荷，不要将电极插错。

4、胶体通完后要将导管从电泳仪中缓缓取出，不要留在里面。

5、在测高仪上读数是一定要读准，避免因读数造成的实验误差。

6、在选取辅助液时一定要保证其电导与胶体电导相同。本实验选取的是KCL作为辅助液。

7、每次时间要xx，四分钟时读取数据，避免因时间不准造成实验误差。

8、观察界面时应由同一个人观察，从而减小误差。

9、量取两电极的距离时，要沿电泳管的中心线量取，电极间距离的测量须尽量xx。