Экспериментальная часть. 2.3.1 Определение электрокинетического потенциала коллоидных частиц методом

2.3.1 Определение электрокинетического потенциала коллоидных частиц методом электрофореза.

Цель работы: 1. Определить электропроводность золя Fe(OH)3 и боковой

Жидкости.

2. Рассчитать электрофоретическую скорость Uи z-потенциал

золя Fe(OH)3.

Приборы и реактивы:

Прибор Кёна для электрофореза;

Источник постоянного тока (выпрямитель);

Вольтметр; секундомер; коллоидный раствор Fe(OH)3 ; NH4Cl - 1% раствор.

Одним из основных методов определения скорости электрофореза является метод подвижной границы. Его принцип основан на наблюдении за скоростью передвижения под действием электрического поля границы между обычно мутным или окрашенным коллоидным раствором и прозрачной бесцветной специальной «боковой жидкостью».

В разное время разными исследователями было предложено множество приборов для осуществления этого метода. Наиболее простым по устройству является прибор Кёна. Это широкая стеклянная U образная трубка, каждое колено которой внизу имеет стеклянный кран с диаметром отверстия, равным внутреннему диаметру трубки. Верхние части обоих колен имеют градуировку, каждое большое деление которой равно 1 см. В оба колена трубки вводят платиновые электроды. Коллоидный раствор в прибор вводится с помощью специальной воронки, соединённой узкой стеклянной трубкой с краном с нижней частью U –образной трубки.

Прибор готовится для работы следующим образом: в нижнюю часть U – образной трубки при открытых кранах с помощью воронки вводят исследуемый коллоидный раствор в таком количестве, чтобы его уровень оказался несколько выше кранов, затем закрывают краны на обоих коленах и на трубке, соединяющей прибор с воронкой. Пипеткой или путём простого наклона всего прибора из обоих колен удаляют избыточную жидкость над кранами. После этого в оба колена вводят « боковую жидкость» так чтобы уровни её в обоих коленах находились на одной высоте и лежали на 2 –3 см выше градуировки. В каждое колено вставляют укреплённый на резиновой пробке электрод и осторожно открывают краны ( медленно и одновременно) в обоих коленах.

Определение сводится к измерению времени за которое в одном из колен трубки после включения постоянного тока определённой силы граница раздела коллоидная система – « боковая жидкость» передвинется по шкале на высоту 1 см.

Таких определений, не выключая тока, производят несколько и для вычисления скорости электрофореза берут среднее значение. С помощью вольтметра, подключенного параллельно в цепь, отмечают напряжение тока на электродах, оно должно составлять 100¸120 В.

В конце работы измеряют расстояние между двумя электродами по длине трубки для вычисления градиента внешнего потенциала.

При выборе «боковой жидкости» руководствуются определенными требованиями к ее свойствам и составу, « боковая жидкость» должна быть:

1. Прозрачной;
2. Не оказывать влияние на z-потенциал переходящих в нее из золя коллоидных частиц;
3. Обладать электропроводностью, равной или немного большей электропроводности коллоидной системы для обеспечения резкой границы раздела.

В качестве « боковой жидкости» в растворе берется 1% раствор NH4Cl.

Опытные данные заносят в таблицу по формуле:

Напряжение Е на электродах …. В;

Расстояние между электродами l = ….. см;

Градиент потенциала Н = Е/L .

Таблица 1. Результаты эксперимента

Электролитическую подвижность - путь, проходимый частицами в секунду при градиенте потенциала 1 В/см, расчитывают по формуле:

h – путь пройденный частицами за t – сек.;

Н – градиент потенциала внешнего электрического поля;

Е – разность потенциалов, В;

L – расстояние между электродами, см.

Электрокинетический z-потенциал рассчитывают по уравнению Гельмгольца – Смолуховского:

U – Электрофоретическая подвижность;

h- Вязкость среды;

e - диэлектрическая постоянная растворителя.

Или в системе Си:

f – 3/2 – фактор формы шарообразных частиц;

u – h/t, м/c – скорость движения частиц золя;

Н = Е/L, В/м – градиент внешнего поля;

e,e0 – Ф/м – диэлектрические проницаемости вакуума и дисперсионной среды.

e0 = 8,85 * 10 Ф/м.

Рекомендуемая литература.

1. Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии

М. –Л.,: Химия, 1975

2. Р.А. Хмельницкий. Физическая и коллоидная химия; Учеб. Для с-х. спец. Вузов. – М.: Высш. Шк., 1988 – 400с

3. Дулицкая Р.А., Фельдман Р.И. практикум по физической и коллоидной химии . Учеб. Пособие для нехим. Вузов. М.: Высш. Шк., 1987. с 298.

4. Галиева О.С. Сборник задач по физической и коллоидной химии. М.: Высшая школа,198 –191с.

5. Краткий справочник физико - химических величин под редакцией К.П. Мищенко и А.А. Равдаля Лю: Химия, 1972. с 200.

Содержание

1. Получение, устойчивость и коагуляция коллоидных систем…………

1.1. Теоретические основы……………………………………………….

1.2. Задачи для самостоятельного решения……………………………...

1.3. Контролирующие задания……………………………………………

1.4. Экспериментальная часть…………………………………………….

2. Электрокинетические явления…………………………………………

2.1. Теоретические основы………………………………………………

2.2. Задачи для самостоятельного решения………………………………

2.3. Экспериментальная часть……………………………………………

Подписано к печати

Формат 1/16, 0.6 п.л.

Тираж 100 экз.

Отпечатано в КГАТУ г. Симферополь

(исполнитель Качур А.)

Поиск по сайту: