胶体电泳实验报告.pdf

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1、精品学习资料范文胶体电泳实验报告胶体电泳实验报告篇一：胶体电泳速度的测定实验报告胶体电泳速度的测定一 实验目的：1.掌握凝聚法制备 Fe(OH)3 溶胶和纯化溶胶的方法 2.观察溶胶的电泳现象并了解其电学性二实验原理：溶胶是一个多相体系，其分散相胶粒的大小约在1 nm1 m 之间。由于本身的电离或选择性地吸附一定量的离子以及其它原因如摩擦所致，胶粒表面带有一定量的电荷，而胶粒周围的介质中分布着反离子。反离子所带电荷与胶粒表面电荷符号相反、数量相等，整个溶胶体系保持电中性，胶粒周围的反离子由于静电引力和热扩散运动的结果形成了两部分紧密层和扩散层。紧密层约有一到两个分子层厚，紧密附着在胶核表面上，

2、而扩散层的厚度则随外界条件（温度、体系中电解质浓度及其离子的价态等）而改变，扩散层中的反离子符合玻兹曼分布。由于离子的溶剂化作用，紧密层的反离子结合有一定数量的溶剂分子，在电场的作用下，它和胶粒作为一个整体移动，而扩散层中的反离子则向相反的电极方向移动。这种在电场作用下分散相粒子相对于分散介质的运动称为电泳。发生相对移动的界面称为滑移面，滑移与液体本体的电位差称为动电位（电动电位）或 电位，而作为带电粒子的胶粒表面与液体内部的电位差称为质点的表面电势?，相当于热力学电势精品学习资料范文（如图 23-1，图中 AB 为滑移面）。图 23-1 扩散双电层模型 图 23-2 电泳仪 1-U 形管；2

3、、3、4-活塞；5-电极；6-弯管胶粒电泳速度除与外加电场的强度有关外，还与 电位的大小有关。而 电位不仅与测定条件有关，还取决于胶体粒子的性质。电位是表征胶体特性的重要物理量之一，在研究胶体性质及其实际应用中有着重要意义。胶体的稳定性与 电位有直接关系。电位绝对值越大，表明胶粒荷电越多，胶粒间排斥力越大，胶体越稳定。反之则表明胶体越不稳定。当电位为零时，胶体的稳定性最差，此时可观察到胶体的聚沉。本实验是在一定的外加电场强度下通过测定 Fe(OH)3 胶粒的电泳速度然后计算出 电位。实验用拉比诺维奇一付其曼 U 形电泳仪，如图 23-2 所示。图中活塞 2、3 以下盛待测的溶胶，以上盛辅助液。

4、在电泳仪两极间接上电位差 E（V）后，在 t(s)时间内观察到溶胶界面移动的距离为 D(m)，则胶粒的电泳速度 U(ms-1)为：DU?（23-1）t同时相距为 l(m)的两极间的电位梯度平均值 H(Vm-1)为：EH?（23-2）l如果辅助液的电导率?0 与溶胶的电导率?相差较大，则在整个电泳管内的电位降是不均匀的，这时需用下式求H精品学习资料范文 E H?（23-3）?(l?lk)?lk?0式中 lk 为溶胶两界面间的距离。从实验求得胶粒电泳速度后，可按下式求出（V）电位：K?U（23-4）?H式中 K 为与胶粒形状有关的常数（对于球形粒子K=5.41010V2s2kg-1m-1；对于棒形

5、粒子 K=3.61010 V2s2kg-1m-1，本实验胶粒为棒形）；为介质的粘度(kgm-1s-1)；为介质的介电常数。三主要仪器和药品仪器：直流稳压电源 1 台；电导率仪 1 台；电泳仪 1 个；铂电极 2 个 药品：三氯化铁（CR）；棉胶液（CR）四实验步骤：1 Fe(OH)3 溶胶的制备 将 0.5 g 无水 FeCl3 溶于 20 mL 蒸馏中，在搅拌的情况下将上述溶液滴入 200 mL 沸水中（控制在 4 min5 min内滴完），然后再煮沸 1 min2 min，即制得 Fe(OH)3 溶胶。2珂罗酊袋的制备 将约 20 mL棉胶液倒入干净的 250 mL锥形瓶内，小心转动锥形瓶

6、使瓶内壁均匀辅展一层液膜，倾出多余的棉胶液，将锥形瓶倒置于铁圈上，待溶剂挥发完（此时胶膜已不沾手），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，然后注入蒸馏水检查胶袋是否有漏洞，如无，则浸入蒸馏水中待用。?3 溶胶的纯化 将冷至约50 的Fe(OH)3溶胶转移到珂罗酊袋，精品学习资料范文用约 50 的蒸馏水渗析，约 10 min 换水 1 次，渗析 7 次。4将渗析好的 Fe(OH)3 溶胶冷至室温，测定其电导率，用 0.1mol/L KCl 溶液和蒸馏水配制与溶胶电导率相同的辅助液。5测定 Fe(OH)3 的电泳速度（1）用洗液和蒸馏水把电泳仪洗干净（三个活塞均需涂好凡士林

7、）。（2）用少量渗析好的Fe(OH)3 溶胶洗涤电泳仪 23 次，然后注入 Fe(OH)3 溶胶直至胶液面高出活塞 2、3 少许，关闭该两活塞，倒掉多余的溶胶。（3）用蒸馏水把电泳仪活塞 2、3 以上的部分荡洗干净后，在两管内注入辅助液至支管口，并把电泳仪固定在支架上。（4）如图 2 将两铂电极插入支管内并连接电源，开启活塞4 使管内两辅助液面等高，关闭活塞4，缓缓开启活塞2、3（勿使溶胶液面搅动）。然后打开稳压电源，将电压调至 150 V，观察溶胶界面移动现象及电极表面出现的现象。记录 30 min 内界面移动的距离。用绳子和尺子量出两电极间的距离。注意事项：1在制备珂罗酊袋时，待溶剂挥发干

8、后加水的时间应适中，如加水过早，因胶膜中的溶剂还未完全挥发掉，胶膜呈乳白色，强度差不能用。如加水过迟，则胶膜变干、脆，不易取出且易破。2溶胶的制备条件和净化效果均影响电泳速度。制胶过程应很好地控制浓度、温度、搅拌和滴加速度。渗析时应控制水温，常搅动精品学习资料范文渗析液，勤换渗析液。这样制备得到的溶胶胶粒大小均匀，胶粒周围的反离子分布趋于合理，基本形成热力学稳定态，所得的 电位准确，重复性好。3渗析后的溶胶必须冷至与辅助液大致相同的温度（室温），以保证两者所测的电导率一致，同时也可避免打开活塞时产生热对流而破坏了溶胶界面。渗析时蒸馏水每次约 350400mL,温度 6575，换水 7 次，每次

9、 10min，电导率为 0.005。五数据记录及处理 1.数据记录：2.数据处理：D:溶液界面移动距离（m）t:胶体电泳时间 E:电泳仪两极间接上的电位差（V）L：两相间的相距离（m）铂片之间整个 U 型溶液的距离，用绳子量得为 65cm。U=D/t=0.810-2/3060H=E/L 150/6510-2 r=80.18（查手册）=1.005010-3PaSK=3.61010V2s2kg-1m-1根据?K?K?U，将上面数据代入?U=2.72910-2V?H?H篇二：氢氧化铁胶体电动电位的测定(电泳法)实验报告深 圳 大 学 实 验 报 告课 程 名 称：实验项目名称：氢氧化铁胶体电动电位的

10、测定（电泳法）学 院：化学与化工学院精品学习资料范文专 业：指 导 教 师：报告人:学号：班级：同组人：实 验 时 间：实验报告提交时间：教务处制氢氧化铁胶体电动电位的测定（电泳法）一、目的要求 (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。二、基本原理在胶体溶液中，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

11、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 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，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，精品学习资料范文用秒表记录时间，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=K ru若胶粒运动速率 u 恒定，则 f1=f2 qE=K ru(1)根据静电学原理 =q/r(2

12、)将(2)代入(1)得 u=E/K (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 和电极间的距离 L，则有 E=/L，u=s/t(4)代入(3)得 S=(/4 L)?t 作 St 图，由斜率和已知得 和，可求 电势。三、仪器及试剂 Fe(OH)3 胶体，KCl 辅助溶液，高位瓶，电泳管，直尺，电泳仪。1 电极 2 KCl 溶液 3 Fe(OH)3 溶胶三、实验步骤 1洗净电泳管和高位瓶，然后在电泳管中加入KCl 辅助溶液，使其高度至电泳管的一半，将电泳管固定在铁架台上。插入电极。(注意两电极口必须水平)2 在高位瓶中加入 40ml 的 Fe(OH)3 胶体

13、溶液，赶走导管中的气泡，将其固定在铁架台上。3将高位瓶的毛细管由电泳管中间插入底部。缓慢打开活塞入Fe(OH)3 胶体。一直没过电极。将导管从电泳管中慢慢取出。4打开电泳仪，将电压设置 60V，将电泳管比较清晰的一极插入阴极中，另一端插阳极。精品学习资料范文 5调好测高仪的水平仪，并记录电泳管阴极溶液界面的初始位置。6将电泳仪置于工作位置，同时记时，每4 分钟记一次界面高度。7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。8抛弃电泳管中的试液，并冲洗干净。、四、数据记录与处理实验前温度：28.3 大气压：101.87 kpa 实验后温度：27.7 大气压

14、：100.76 kpa 电压：60.00 V两极间距离 L(cm):32.90cm已知：?=0.000894Pa.s?=78.36U=60V L=32.90cm根据上表作图得：依据公式：S=(/4 L)?t 和已知的 和 就可算出 电位：由图得斜率：K=/4 L0.0531 cmmin-1 查 得：=78.36 F/m =0.8904mPa.s 测得电极间距为：L=32.90 cm 实验电压：=60v 将数值代入得：4.17210-6 V五.结果与讨论实验测得 Fe(OH)3 的电动势 4.17210-6 V。通过此次实验，掌握了电泳法测定 Fe(OH)3 溶胶电动电势的原理和方法，同时观察和

15、熟悉了胶体的电泳现象。导致误差的可能原因：精品学习资料范文 (1)仪器的干净程度要求很高,否则可能发生胶体凝聚,导致毛细管堵塞。故一定要将仪器清洗干净。(2)观察界面移动时,应由同一个人观察,从而减小误差。(3)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，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。(4)Fe(OH)3 胶体带正电。六、思考题：1、要准确测定胶体的电泳速度必须注意哪些问题?答:电压要足够,稳定;电路畅通;溶液保证畅通无气泡;篇三：电泳 实验报告实验十二 电泳一、目的要求 1）掌握电泳法测电势的原理和技术；2）从实验现象中加深对胶体的电学性质的

16、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，就精品学习资料范文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。2三种电势，固体表面相对溶液的电势，?0=f（固体表面电荷密?0：热力学电势（或平衡电势）度，电势决定离子浓度）。?：斯特恩电势。

17、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?0 直线下降到斯特恩面?。?称为斯特恩电势。?：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，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?电势。?电势与?电势在数值上相差

18、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?电势。精品学习资料范文?电势的大小，反映了胶粒带电的程度。?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?电势在数值上变小当电解质浓度足够大时，可使?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。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

19、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：f2?4?r?(2)其中 r 为胶粒的半径，?为电泳速度，?为介质的粘度，当胶粒运动速度即电泳速度达到稳定时，f1=f2，结合(1)、(2)式得到：?qE(3)4?r根据静电学原理可知?q(4)?r其中 r 为胶粒的半径，?为介质的界电常数，所以有精品学习资料范文?E(5)4?4?(6)?E?由该式可知，若已知?、?，可通过测定?和 E 算出?电势。该式只适合于 CGS 单位制，且得出?电势的单位为静电伏特。若各物理量都采用 SI 单位，r

20、的单位为 m；?的单位为 ms-1；?的单位为Pas；E 的单位为 Vm-1 此时公式为：?三、仪器与试剂 4?9?109 伏特(7)?E界面移动电泳仪；213 型铂电极两个；高压数显稳压电源；滴管2 根；烧杯（250mL）；-1 玻璃棒一根；FeC13 溶液（10%）；KCl 溶液（0.02 molL）；四、实验步骤 1仪器装置图如下。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+3H2 O Fe(OH)3+3HCl部分氢氧化铁跟盐酸作用 Fe(OH)3+HCl=FeOCl+2H2O F

21、eOCl=FeO+Cl精品学习资料范文氢氧化铁吸附溶液中带正电荷的离子（FeO+），胶团结构为：Fe(OH)3 m?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。3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KCl 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 电极垂直插入 KCl 溶液，记下两边界面的高度位置。

22、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。精品学习资料范文五、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=-1-1V m；记录界面下降高度 m，通电时间 s，计算?=m s将 E、?数据代入?据代入求出?。m-1?（20，水）=80.37 F4?，介质的粘度，初略地以水的数?E?（20，水）=0.001Pas?为介质的界电常数，?为