物化实验 电泳

深圳大学实验报告课程名称：物理化学实验2实验项目名称：电泳学院：化学与化工学院专业：化学（师范）指导教师：报告人：学号：班级：实验时间：2013-12-20实验报告提交时间：教务处制实验目的：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。实验原理：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绝对值越大，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=f2qE=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。实验中也可用此公式:活塞辅助液F活塞辅助液Fe(OH)3胶体铂片电极图2.14三．仪器与试剂：Fe(OH)3胶体，KCl辅助溶液，电泳管，直尺，电泳仪（如右图）。实验步骤：1．洗净电泳管，然后在电泳管中加入50ml的Fe(OH)3胶体溶液，用滴管将KCl辅助溶液延电泳管壁缓慢加入，以保持胶体与辅助液分层明显，（注意电泳管两边必须加入等量的辅助液）。2．辅助液加至高出胶体10厘米时即可，此时插入两个铂电极，将电泳管比较清晰的一极插入阴极中，另一端插阳极。测量两电极之间的距离。3．打开电泳仪，将电压设置60V。4．将电泳仪置于工作位置，同时记时，每5分钟记一次界面高度。5．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。6．抛弃电泳管中的试液，并冲洗干净。五．实验数据记录与处理实验前实验后温度：22℃温度：22℃大气压:102.21KPa大气压:102.22KPa两极间距离L(cm):

=23.57cm

T/min5101520253035h/cm10.610.710.911.111.211.311.4已知数据有：η=0.000894Pa.sε=78.36U=60VL=23.57cm由公式：S=(ζΦε/4πηL)•t和已知数据可算出ζ电位，由图得斜率：K=ζφε/4πηL＝0.0279cm•min-1。将ε=78.36F/mη=0.000894mPa.s电极间距L=23.57cm实验电压：φ=60v代入算得：ζ＝1.57×10-6V六．实验讨论与实验结论：本次实验了解了电泳法测定Fe(OH)3溶胶电动电势的原理和方法并通过实验观察并熟悉胶体的电泳现象，测得Fe(OH)3的电动势ζ＝

1.57×10-6

V

。胶粒往接电源负极的电极移动，说明Fe(OH)3溶胶的胶粒带正电荷。实验时向电泳管中注入胶体时一定要缓缓地加入，保证胶体界面的清晰，同时注意胶体所带的电荷，不要将电极插错。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精确。每次读取数据时间要精确，避免因时间不准造成实验误差。导致误差的可能原因：1、仪器必须彻底清洁干净,否则可能发生胶体凝聚,堵塞毛细管。

2、实验中辅助液的选择十分重要，要求辅助液的电导率与溶胶的一致，本实验选取的是KCL作为辅助液。长时间通电会使溶胶及辅助液发热，接近电泳池管壁的溶胶或辅助液散热较管中间部分的溶液快，管子中间部分的溶胶或辅助液就较管壁附近溶液具有较高的温度，溶液因密度差引起对流使界面不清晰。

3、观察界面移动时,由多人观察，每人读数习惯不同，读数误差较大。4、Fe(OH)3

胶体带正电。七．思考题：1.电泳速度的快慢与哪些因素有关？答：影响电泳因素有带电离子的大小，形状，离子表面的电荷数目，溶剂中电解质的种类，离子强度，pH，温度及所加的电压等。电场强度影响大，外加电压大，速度快；与胶体和辅助液的电导值大小有关，电导越大，电泳速度越快；两级间的距离，距离越短，速度越快；温度越高，胶体间的粘度降低，有利于电泳速度的提高。2.所用导电液与溶液的电导为什么要求十分相似？答：要求导电液的电导与溶胶的一致，是为了避免因界面处电场强度的突变造成两臂界面移动速度不等产生界面模糊。3.胶粒带电的原因是什么？如何判断胶粒所带电荷的符号？答：在胶体分散系统中，由于胶体本身电椅，或胶体从分散介质中有选择地吸附一定量的离子，使胶粒带有一定量的电荷。胶粒所带电荷的符号可以通