胶体制备及其Zeta电势的测定

基础化学实验基础化学实验 实验十六实验十六 胶体的制备及其胶体的制备及其 ZetaZeta 电势的电势的 测定测定 一 目的要求一 目的要求 1 掌握电泳法测定电势的原理与技术 2 加深理解电泳是胶体中液相和固相在外电场作用下相对移动而产生的 电性现象 二 基本原理二 基本原理 胶体溶液是一个多相体系 分散相胶粒和分散介质带有数量相等而符号相 反的电荷 因此在相界面上建立了双电层结构 当胶体相对静止时 整个溶液 时电中性 但在外电场作用下 胶体中的胶粒和分散介质反向相对移动时 就 产生电位差 此电位差称为电势 电势是表征胶粒特性的重要物理量之一 电势和胶体的稳定性有密切的关系 值越大 表明胶粒电荷越多 胶粒之 间斥力越大 胶体越稳定 反之不稳定 当电势为零时 胶体稳定性最差 此时可观察到聚沉现象 因此无论制备或破坏胶体 均需要了解胶体的电势 在外电场作用下 若分散介质相对静态的分散相胶粒发生移动 称为电渗 若分散相胶粒对分散介质发生相对移动 则称为电泳 实质上 两者都是荷电 粒子在电场作用下的定向移动 电势可通过电渗或电泳实验来测定 当带电胶粒在外电场作用下迁移时 若胶粒的电荷为 q 两电极间的电位梯 度为 则胶粒所受静电为 qf 1 球形胶粒在介质中运动受到的阻力有斯托克斯定律可知为 rf6 2 若胶粒运动达到恒定 则有 rq6 可得 r q 6 胶粒的带电性质通常用电势而不用电量来表示 根据静力学原理 r q 上式中 为胶粒半径 带入得 r 6 对于棒状胶粒 其电泳速度为 4 4 即为电泳公式 同样 若已知则通过测量代入式 8 也可算出电势 对于分散介质为水的胶体溶液 则有 tV sL 5 139 S 为 t 时间内界面移动的距离 L 为两电极间的距离 V 为加在两电极间的电压 3 实验步骤实验步骤 1 U 形管电泳仪 清洗 U 型管电泳仪 若有介质会影响电势的数值 2 负电碘化银胶体的制备 在 400ml 烧杯中加入 100ml0 01molKI 搅 3 dm 拌下用滴定管加入 95ml0 01mol 得到负电的碘化银胶体 3 dm 3 AgNO 3 辅助液的配置 辅助液是指在界面电泳测定中与溶胶直接形成界面的液体 本实验用的辅助液为浓度为 0 005mol的 KCL 水溶液 3 dm 4 负电溶胶的电势的测定 取制备好的 AgI 溶胶 45ml 加入 5ml 水AgI 后将其用小漏斗从 U 形管中间管道注入电泳仪 U 形管底部至 5cm 刻度处 再 用两只滴管将电导率与胶体溶液相同的 KCl 水溶液沿 U 形管左右两壁的壁管 等量徐徐加入至淹没电极 保持两液之间的界面清晰 轻轻将铂电极插入 KCl 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下的深度相等 记下胶体的高度位置 5 的加入对负电溶胶电势的影响 取实验步骤 2 中制备的溶胶 3 AlAgI 45ml 加入 5ml0 0001mol水溶液按步骤四测定加入后溶胶 3 dm 33 NOAl 3 Al 的电势 四 数据处理四 数据处理 试验时电压 V 200V 室温 T 22 时间 min左电极位置 cm右电极位置 cm两电极间的距离 L cm 04 24 230 00 33 64 630 04 63 25 030 06 92 85 430 00 12 5 8 15 6 4 表示胶体液面模糊 无法测得准确值 代入公式得 tV sL 5 139 0 0465V 0 04656V 1 2 0 04743V 0 0465V 3 4 0 04674V 4321 4 1 五 提问思考五 提问思考 如果电泳仪事先没有洗净 管壁上残留有微量的电解质 对电泳测量的结如果电泳仪事先没有洗净 管壁上残留有微量的电解质 对电泳测量的结 果将有什么影响 果将有什么影响 答 若管壁上残留有微量的电解质 会使胶体电量 q 增大 使得测量的电势 偏大 电泳速度的快慢与哪些因素有关 电泳速度的快慢与哪些因素有关 答 由公式可知 电泳的速度与正比于所加的电位梯度 电势以及介 质常数 反比于介质的黏度 除此以外 电泳速度还和胶体溶液的