物理化学实验

1. 物理化学实验 界面电泳法测定 胶体的电动电位 新乡学院化学与化工学院 物理化学教研室

2. 实验目的 掌握电泳法测定胶体ζ（seta）电势的原理与技术 理解胶体在外电场作用下相对移动而产生的电性现象

3. 实验原理 在外电场作用下，胶体粒子在分散介质中依一定的方向移动，这种现象称为电泳。电泳现象表明胶体粒子是带电的，胶粒带电原因主要是由于分散相粒子选择性地吸附了一定量的离子或本身的电离所致，胶粒表面具有一定量的电荷，胶粒周围的介质分布着反离子，反离子所带电荷与胶粒表观电荷符号相反、数量相等，整个溶胶体系保持电中性。由于静电吸引作用和热扩散运动两种效应的共同影响，在两相界面上形成了双电层结构（紧密层和扩散层）。从紧密层的外界(或切动面)到溶液本体间的电位差，称为电动电势或ζ电位。

4. 实验原理 ζ电位是表征胶体特征的主要物理量之一，在研究胶体性质及其实际应用中有着重要的意义，胶体的稳定性与ζ电位有直接关系。ζ电势越大，说明胶粒之间的斥力越大，胶体就越稳定，反之就越不稳定。当ζ电势为零时，胶体就会聚沉。因此研究胶体，就要研究ζ电势。在一定温度下， ζ = ηu / [ε(E·L-1)] (1) 式中：η为介质的粘度；u电泳的速率；ε为介质的介电常数；E两电极间的电压； L为两电极间的距离。本实验，水的η值可由教材附表查得，水的ε值则按下式计算得到。 ε/(F·m-1) = {80-0.4×[(T/K)-293]}×8.854×10-12 (2) 据此可计算出胶粒的ζ电位。

5. 仪器和试剂 电泳仪(附电极) 1套、 直流稳压电源 1台、 烧杯(50mL) 1个、秒表 1个、滴管1个 铜丝 1条、 尺子(精度0.1cm) 1把 Fe(OH)3溶胶、 辅液（0.01MKNO3)

6. 实验步骤 用铬酸洗液浸泡电泳仪，再用自来水冲洗多次，然后用蒸馏水荡洗。 将待测胶体溶液Fe(OH)3注入U型管底部适当地方。 用滴管将0.01MKON3沿着管壁慢慢加入U型管的左右两臂。（加溶液时务必要慢，使溶胶和辅液之间保持清晰的界面，最好是顺着U型管的管壁往里加，）加好后，轻轻将铂电极插入KNO3液层中1cm左右，小心不要搅动液面，且电极应放平勿斜，两电极插入液面下的深度大约相等。

7. 记下液面的高度位置 连接线路，接通电源，电压调至60V~80V左右， 同时开启停表计时，在胶体液面下降0.3~0.5cm时，记下 下降该距离的时间和电压的数值。 测完后，关闭电源。用铜丝量出两电极间的距离l(两电平行板电极间U型管的长度)，共量3~5次，取平均值。 实验结束，将溶胶倒入指定瓶内，清洗玻璃仪器，并将电泳仪内注入蒸馏水泡着铂电极，整理实验台。

8. 数据记录与处理 1.将实验数据填入下表 室温 ＿ 大气压 ＿η＿ε＿E＿L＿ 时间t/s 界面高度h/m 界面移动距离l′/m 电泳速率u/(m·s-1) 2. 计算Fe(OH)3溶胶的ζ电位，并指出胶粒所带电荷的符号。

9. 思考题 电泳中辅助液起何作用，选择辅助液的依据是什么？ 电泳速率的快慢与哪些因素有关？ 若电泳仪事先没有洗干净，内壁上残留有微量的电解质，对电泳测量的结果将会产生什么影响？