电泳实验报告

1、d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。2三种电势j ：热力学电势（或平

2、衡电势），固体表面相对溶液的电势，j =f（固体表面电荷密度，电势 0 0决定离子浓度）。j ：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 j 直线下降到斯特恩面 j 。 j 称为斯特恩电势。d d0z：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

3、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 z电势。z电势与 j 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d对移动时，才能呈现出 z电势。z电势的大小，反映了胶粒带电的程度。 z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 z电势在数值上变小当电解质浓度足够大时，可使 z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

4、速度也必然为零，这时的溶胶非常容易聚沉。3电泳公式3当带电胶粒在外电场作用下迁移时，胶粒受到的静电力 f 为：1f =qe1(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) 为棒形胶粒。棒形胶粒在介质中运动受到的阻力 f 按 stokes 定律为：3 2f =4phr 2u(2)其中 r 为胶粒的半径，u为电泳速度，h为介质的粘度，当胶粒运动速度即电泳速度达到稳定时，f =f ，1 2结合(1)、(2)式得到：u=qe4phr(3)根据静电学原理可知z =qer(4)其中 r 为胶粒的半径， e为介质的界电常数，所以有u=zee4ph(5)z =4ph

5、uee(6)由该式可知，若已知e、h，可通过测定u 和 e 算出 z电势。该式只适合于 cgs 单位制，且得出 z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； u的单位为 m s-1 ； h的单位为pa s；e 的单位为 v m-1 此时公式为： 4phuz = 9 10 ee9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；滴管 2 根；烧杯（250ml）；玻璃棒 一根；fec1 溶液（10%）；kcl 溶液（0.02 mol l-1）；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 fec1

6、 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：3fecl +3h o fe(oh) +3hcl 3 2 3部分氢氧化铁跟盐酸作用fe(oh) +hcl=feocl+2h o3 2feocl=feo+cl氢氧化铁吸附溶液中带正电荷的离子（feo+），胶团结构为： fe (oh) 3my 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) 溶胶至一定高度（便于观察界面的移动）。用滴管将3kcl 溶液从电泳仪两臂的玻璃管壁等量

7、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。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。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=vm-1；记录界