湖南工业大学 实 验 报 告 电 泳 电 泳 电电 泳泳 预 习 实 验 报 告 内 容 预 习 实 验 报 告 内 容 预预 习习 实实 验验 报报 告告 内内 容容 一、试验意图 1．了解溶胶的性质特色、制备办法及原理; 2．凝集法制备胶体并选用热渗析对胶体进行纯化; 3 Fe(OH) ζ ．把握电泳法测 3 胶体的 电势的原理和技能； 4. 从试验现象中加深对胶体的动电性质的了解。 二、试验仪器 1 U 1 2 DDS 11A 仪器：高压数显稳压电源 台； 型电泳仪 套；铂电极 只； － 电导 1 率仪 台；拌和棒；滴管；烧杯；量筒；锥形瓶。 5% FeCl ,10 KCl,0.1mol dm-3 化学试剂： 火棉胶－溶液； 3 ％； · 。 三、试验原理 1、溶胶及其根本特性 固体以胶体涣散程度涣散在液体介质中即组成溶胶。溶胶的根本特征为:(1) 它是多相系统, 相界面很大；(2) 胶粒巨细在 1～100nm 之间；(3) 它是热力学 不安稳系统, 要依托安稳剂使其构成离子或分子吸附层,才干得到暂时的安稳。 2、溶胶的制备办法 溶胶的制备办法有涣散法和凝集法两类, 其间凝集法即把物质的分子或离子 聚组成胶体巨细的质点, 如凝集物质蒸气, 改换涣散介质或改动试验条件, 以 及在溶液中进行化学反应等都能做到。本试验是使用在溶液中进行化学反应 生, 1 成不溶解物质的方 备胶体，即使用 FeCl 溶液水解得到不溶解的Fe(OH) , 3 3 经过凝集构成 Fe(OH)3溶胶。制成的胶体溶液一般含有其他杂质, 而影响溶胶的 安稳性, 因而有必要纯化。常用的纯化办法是半透膜渗析法, 即以半透膜离隔溶胶 和纯溶剂, 溶胶中的杂质离子能够穿过半透膜进入溶剂, 而溶胶粒子不能够透过; 经过不断替换溶剂可把溶胶中的杂质除掉。 3、胶体的电性质 胶粒外表因为电离或吸附粒子而带电荷, 在胶粒邻近的介质中必定散布着 与胶粒外表电性相反而电荷数量持平的离子，因而胶粒外表和介质间就构成必定 的电势差。胶粒周围有必定厚度的吸附层, 称为溶剂化层, 它与胶粒一同运动。 由溶剂化层界面到均匀液相内部的电势差叫做电动电势, 即ζ电势。电势是表征 胶粒特性的重要物理量之一, 它的数值与胶粒的性质、介质成分及溶胶浓度等有 关。 本试验是依据电泳现象对电动电势进 定, 对应的核算公式为: 4πηυ ζ = (6.1) εE 6.1 ε η υ E ζ 由（ ）式可知，若已知 、 ，可经过测定 和 算出 电势。该式只适 合于C·G·S 制，且得出ζ 电势的 为静电伏特。 -1 η 若各物理量都选用SI ， 的 为m·s ； 介质的粘度，用水的值的单 υ -1 -1 位为Pa·s；E的 为V·m ； （F·m ）：介质的界电常数。 ε 此刻公式为： 6 υ ζ =1.285×10 × 伏特 （6.2） E 式中: s 电泳速率υ = （6.3） t 在t时刻内溶胶界面下降的间隔s，其 为m； 时刻t的 为s。 U E= 6.4 电场强度 （ ） l l(m)：两电极间间隔； U(V)：两电极间的电势差，本试验为50V。 2 四、试验过程 1 Fe(OH) 0.5g FeCl3 20ml 、 3溶胶的 ：将 无水 溶于 蒸馏水中，在拌和的状况 200ml 4min 5min 下将上述溶液滴入 沸水中（控制在 ～ 内滴完），然后再煮沸 1min 2min Fe(OH) ～ ，即制得 3溶胶。 2、珂罗酊袋的 ：将约20ml棉胶液倒入洁净250ml锥形瓶内， 滚动锥形 瓶使瓶内壁均匀翻开一层液膜，倾出剩余的棉胶液，将锥形瓶倒置，待溶剂 挥完（此刻胶膜已不沾手），用蒸馏水注入胶膜与瓶壁之间，使胶膜与瓶壁分 离，将其从瓶中取出，然后注入蒸馏水查看胶袋是否有缝隙，如无，则浸入 蒸馏水待用。 3、溶胶的纯化：将冷至约50℃的Fe(OH) 溶胶转移到珂罗酊袋，用约50℃的蒸 3 10min 1 10 馏水渗析，约 换水 次，渗析 次。 4、将渗析好的Fe(OH) 溶胶冷却至室温，测其导电率，用0.1mol/LKCl溶液和 3 蒸馏水制造与溶胶电导率相同的辅佐液。 5、用蒸馏水把电泳仪洗洁净，然后取出活塞，烘干。在活塞上涂上一层薄薄的 凡士林，凡士林最好离孔远一些，避免弄脏溶液。 6、关紧U型电泳仪下端的活塞，用滴管顺着侧管管壁参加Fe(OH) 溶胶。再从 3 U型管的上口参加适量的辅佐液。 7、缓慢翻开活塞，使溶胶渐渐上升至恰当高度，封闭活塞并 液面的高度。 悄悄将两铂电极 U型管的辅佐液中。 8、将高压数显稳压电源的粗、细调理旋钮逆时针旋究竟。按“＋”、“－”极性将 输出线与负载相接，输出线枪式迭插座 铂电极枪式迭插座尾。将电源线 连接到后面板电源插座。 9、溶胶的电泳：按示意图接好线路，敞开电源，将电压调理在 50V。一起开端 计时，精确 12min时刻和移动间隔S。 10、按示意图接好线路，敞开电源，将电压调理在50V。一起开端计时，一段时 间后，先将高压数显稳压电源的粗调理旋钮逆时针旋究竟，再将细调理旋钮 逆时针旋究竟，然后封闭电源， 溶胶界面移动的间隔，用线测出两电极 间的间隔（注：不是水平间隔，而是U型管的间隔，此数值重复丈量5～6 次，计下其均匀值L）。 3 实 验 原 始 数 据 卡 实 验 原 始 数 据 卡 实实 验验 原原 始始 数数 据据 卡卡 试验教师 刘建华 试验数据： 1 表 试验数据总汇 数据/ 参数 第一次 第2次 第三次 施加的电压U 50 V 50 V 50 V 两电极间的间隔l 0.21 0.20 m 0.20 m 界面下降的间隔s 0.51 cm 0.50 cm 0.50 cm 通电时刻t 600 s 600 s 600 s 表1中阐明： 1、试验重复三次，将每次试验的数据列于表1中。 2、施加的电压U：为试验中在高压数显稳压电源所调理的数据，每次读数为50V。 U 3、两电极间的间隔l：为试验中正负极间沿 型管的间隔，每次丈量置。 4、界面下降的间隔s：为每次试验所 的试验值。 5、通电时刻t：为每次试验施加在两电极间的所通电时刻，每次均为10min。 留意：学生 更改以下内容 留意：学生 更改以下内容 留意：学生 更改以下内容 留意：学生 更改以下内容 // 预习状况 操作状况 纪律//卫生 教师签名 日 期 年 月 日 4 五、试验数据和数据处理 2 表 试验数据处理成果总汇 数据/ 参数 第一次 第2次 第三次 施加的电压U 50 V 50 V 50 V 两电极间的间隔l 0.21 0.19 m 0.19 m 电场强度E 238 263 V/m 263 V/m 界面下降的间隔s 0.50 cm 0.51 cm 0.50 cm 通电时刻t 600 s 600 s 600 s 电泳速度υ 0.00083 m/s 0.00085 m/s 0.00083 m/s ζ ζ ζζ电势值 0.045 V 0.042 V 0.041 V 1、将每次的试验值别离进行数据处理后，列于表2中。 2、电场强度E：为每次试验时U/l的值，按（6.4）式核算。 3、电泳速度υ：为每次试验 的试验值s除以通电时刻t的核算值，按（6.3） 式核算。 ζ ζ 4、将电泳速度υ和电场强度E代入（6.2）式核算出的ζζ电势值。 5 六、试验成果 将表2中的丈量三次的成果ζ电势值0.045 V、0.042 V、0.041 V，核算出均匀 值为：0.043 V 3 2008 P193 依据 《物理化学》（第 版）王淑兰主编，冶金工业 。 页的 表7-10中的数据，Fe(OH)3的ζ电势值为0.044 V 此试验的差错＝│0.044－0.043/0.044│=2.3% 七、剖析评论 1、本试验为何需要用辅佐液？ 假如不必辅佐液，而把电极直接 胶体内，通电后会构成电解使溶胶被破 坏而凝集分出胶粒， 成的颗粒使电极邻近的溶胶变成红褐色沉积。形成试验 数据 确，影响ζ电势值。 2、本试验为何需要求辅佐液与待测溶胶的电导率相同？ 电泳时溶胶部分与辅佐液部分的电位梯度就不同，ζ电位的核算公式就不能 适用。若辅佐液与溶胶电导不同，在界面处的电场强度产生骤变，试验时就产生 界面在一管中上升的间隔不等于在另一管中下降的间隔的现象，如辅佐液电导过 大，会使界面处溶胶产生聚沉，使界面简单含糊。不利于调查。 因而辅佐液电导率要与溶胶尽量相同或非常挨近，这样在通电后，辅佐液 离子与溶胶内的离子移动速度根本相同，就 使两者 ，坚持界面的明晰。 3、为什么要对溶胶进行纯化？ Cl−1 FeO+ ζ 杂质离子（剩余 和 ）多，反离子多则分散层被紧缩， 电位就相 ζ 应削减，假如 20mV时胶体都是不安稳而要产生聚沉的。 杂质离子多会导致溶胶电导大，使电泳速度过快，不能实在的反映胶团的 移动速度，已不能代表安稳的Fe(OH) 溶胶的动电电势了。 3 6

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