南京大学物化实验系列胶体电泳速度的测定

南京大学化学化工学院 物理化学实验教案 邱金恒 1 胶体电泳速度的测定 1 实验目的 1.1 掌握凝聚法制备Fe（OH）3 溶胶和纯化溶胶的方法 1.2 观察溶胶的电泳现象并了解其电学性质，掌握电泳法测定胶体电泳速度和溶胶ζ电位的方法。 2 实验原理 溶胶是一个多相体系，其分散相胶粒的大小约在1nm～1u m 之间。由于本身的电离或选择性地吸附择性地吸附一定量的离子以及其它原因所致，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。紧密层约有一两个分子层厚。紧密吸附在胶核去面上．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，紧密层结合着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切动面，切动面与液体内部的电位差称为电动电位或ζ 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 。 胶粒电泳速度除与外加电场的强度有关外，还与ζ 电位的大小有关。面ζ 电位不仅与测定条件有关，还取决于胶体粒子的性质。 ζ 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有着重要意义。胶体体的稳定性与ζ 电位有直接关系，ζ 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ζ 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ζ 电位。实验用拉比诺维奇-付其曼 U 形电泳仪，如图 2 所示。活塞 2、3 以下盛待测的溶胶，以上盛辅助液。 在电泳仪两极间接上电位差 E（V）后，在t（s）时间内溶胶界面移动的距离为 D(m)，即胶粒电泳速度1()U m S 为： DUt 相距为 l(m)的电极间的电位梯读平均值1()H V m为： 图 1 扩散双电层模型 1.U 型管 2.3.4 活塞 5. 电极 6.弯管 图 2 拉比诺维奇-付其曼 U 形电泳仪 南京大学化学化工学院 物理化学实验教案 邱金恒 2 EHl 如果辅助液的电导率0L ...