电泳 实验报告

1、实验十二电泳一、目的要求1）掌握电泳法测Z电势的原理和技术；2）从实验现象中加深对胶体的电学性质的理解，即在外电场作用下，胶粒和介质分别向带 相反电荷的电极移动，就产生了电泳和电渗的电动现象（因电而动）。二、基本原理1 .电泳由于胶粒带电，而溶胶是电中性的，则介质带与胶粒相反的电荷。在外电场作用下， 胶粒和介质分别向带相反电荷的电极移动，就产生了电泳和电渗的电动现象。影响电泳的 因素有：带电粒子的大小、形状；粒子表面电荷的数目；介质中电解质的种类、离子强度， pH值和粘度；电泳的温度和外加电压等。从电泳现象可以获得胶粒或大分子的结构、大小 和形状等有关信息。三种电势% :热力学电势（或平衡电势

2、），固体表面相对溶液的电势，中0=f （固体表面电荷密 度，电势决定离子浓度）。化：斯特恩电势。离子是有一定大小的，而且离子与质点表面除了静电作用外，还有范德华吸引力。所 以在靠近表面1 -2个分子厚的区域内，反离子由于受到强烈的吸引，会牢固的结合在表面， 形成一个紧密的吸附层，称为固定吸附层或斯特恩层；在斯特恩层中，除反离子外，还有 一些溶剂分子同时被吸附。反离子的电性中心所形成的假想面，称为斯特恩面。在斯特恩 面内，电势呈直线下降，由表面的直线下降到斯特恩面览。览称为斯特恩电势。匚：电动电势。当固、液两相发生相对移动时，紧密层中吸附在固体表面的反离子和溶剂分子与质点 作为一个整体一起运动，

3、其滑动面在斯特恩面稍靠外一些。滑动面与溶液本体之间的电势 差，称为C电势。C电势与览电势在数值上相差甚小，但却具有不同的含义。应当指出， 只有在固、液两相发生相对移动时，才能呈现出c电势。C电势的大小，反映了胶粒带电的程度。c电势越高，表明胶粒带电越多，其滑动面 与溶液本体之间的电势差越大，扩散层也越厚。当溶液中电解质浓度增加时，介质中反离 子的浓度加大，将压缩扩散层使其变薄，把更多的反离子挤进滑动面以内，使c电势在数 值上变小当电解质浓度足够大时，可使c电势为零。此时相应的状态，称为等电态。处于 等电态的胶体质点不带电，因此不会发生电动现象，电泳、电渗速度也必然为零，这时的溶胶非常容易聚沉。

4、3 .电泳公式当带电胶粒在外电场作用下迁移时，胶粒受到的静电力f1为:f1=qE(1)其中q为胶粒的电荷，E为电场强度(或称为电位梯度)本次实验研究的Fe(OH)3为棒形胶粒。棒形胶粒在介质中运动受到的阻力f2按Stokes定律为:(2)其中r为胶粒的半径，u为电泳速度，门为介质的粘度，当胶粒运动速度即电泳速度达到稳定时，fi =f2，结合(1)、(2)式得到:根据静电学原理可知(4)q s(4)8r其中r为胶粒的半径，8为介质的界电常数，所以有(5)=竺(5)4回(6)由该式可知，若已知8、门，可通过测定u和E算出匚电势。该式只适合于CGS单位制，且 得出匚电势的单位为静电伏特。若各物理量都

5、采用SI单位，r的单位为m； u的单位为m.s-1 ；门的单位为Pas； E的单位为V.m-1此时公式为：S = 4x9x 109 伏特(7)8E三、仪器与试剂界面移动电泳仪；213型伯电极两个；高压数显稳压电源；滴管2根；烧杯(250mL)； 玻璃棒一根；FeC13 溶液(10%)； KCl 溶液(0.02 mol.L-1)；四、实验步骤1 .仪器装置图如下。界面馨动电泳仪高底教漠契电海图1.实验装置图2 .溶胶的制备：在不断搅拌的条件下、将FeC13稀溶液滴入沸腾的水中水解，即可生成棕红色、透明 Fe(OH)3 溶胶：FeCl3+3H2O MFe(OH)3l+3HCl部分氢氧化铁跟盐酸作用

6、Fe(OH)3+HCl=FeOCl+2H2OFeOCl=FeO+Cl一氢氧化铁吸附溶液中带正电荷的离子(FeO+),胶团结构为： Fe (OH)3m - y Fe O+ , ( y-z ) Cl- z+ - z Cl-分子团选择吸附离子紧密层 扩散层胶粒带正电荷，因此在电场作用下向阴极移动，出现电泳现象。测定电泳速度和电位梯度打开活塞，在电泳仪中装上待测Fe(OH)3溶胶至一定高度(便于观察界面的移动)。用 滴管将KCl溶液从电泳仪两臂的玻璃管壁等量缓慢加入，出现清晰界面才可以，否则重新 灌装，继续加入3。溶液至接近支管，注意不能扰动界面，保持界面清晰并使两臂界面等 高。轻轻地将Pt电极垂直插

7、入KCl溶液，记下两边界面的高度位置。接通电源，调节电压 至180V左右，开始记时，观察液面的变化。根据通电时间和界面下降的刻度计算电泳速度。注意、事项:a:氢氧化铁胶体的电泳速度跟氢氧化铁胶粒的带电量有关，胶粒带电量越大，电泳速度越 大。渗析可以减少胶粒中的氯离子，增大胶粒的带电量。b:实验时，一旦通电，手就不能再触及电极，拆卸装置时也一定要先切断电源。c:要使氯化钾溶液浮在胶体的液面上，并跟胶体之间保持清晰的界面，实验时应注意使胶 体的密度比使氯化钾溶液的密度大。这样，使氯化钾溶液加入后不会下沉而跟胶体混在 一起。为此，氯化钾溶液的浓度不能太大。五、数据记录与处理从直流电源读得电压U=V，用直尺测得两电极间的距离l = m，计算E=U/l= Vm-1；记录