电泳实验报告.doc

1 实验十二电泳一、目的要求 1)掌握电泳法测ζ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。 0?: 热力学电势( 或平衡电势), 固体表面相对溶液的电势, 0?=f (固体表面电荷密度,电势决定离子浓度)。??:斯特恩电势。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。?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 2 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 f 1为: qE f? 1 (1) 其中 q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 f 2按 Stokes 定律为: ??? rf4 2?(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, f 1 =f 2,结合(1) 、(2) 式得到: r qE ???4 ?(3) 根据静电学原理可知 r q???(4) 其中 r为胶粒的半径, ?为介质的界电常数, 所以有?????4 E?(5) E????? 4?(6) 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 C·G·S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的单位为 m;?的单位为 m ·s -1; ?的单位为 Pa ·s;E的单位为 V ·m -1此时公式为: 910 9 4???E?????伏特(7) 三、仪器与试剂界面移动电泳仪;213 型铂电极两个;高压数显稳压电源