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电 泳 湘南学院化学与生命科学系
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一、实验目的 1、掌握凝聚法制备氢氧化铁溶胶的方法； 2、观察溶胶的电泳现象并了解其电学性质。 3、用电泳法测定胶粒速度和溶胶ξ电位。 二、实验原理
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1、 溶胶 溶胶是一个多相体系，其分散相胶粒的大小约在之间，由于其本身的电离或选择性的吸附一定量的离子以及其他原因所致，胶粒表面具有一定量的电荷，胶粒周围分布着反离子。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。溶胶是热力学不稳定体系。
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2、电泳（electrophoresis）
由于离子的溶剂化作用，紧密层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成为切动面，切动面和液体内部的电位差成为电动电位或ζ电位。不同的带电颗粒在同一电场中的运动状态和速度是不同的，泳动速度与本身所带净电荷的数量，颗粒的大小和形状有关。一般说，所带的电荷数量越多，颗粒越小越接近球形，则在电场中泳动速度越快，反之，则越慢。
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3、ζ电位 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。而ζ电位不仅与测定条件有关，还取决于胶体粒子的性质。 本实验是用宏观电泳法，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。其原理如图所示。
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U形管上有刻度可以观察溶胶界面移动的距离，管上方用一带有活塞1的横管相连接，使装入溶胶后液面能保持水平，上端的弯管是装电解液及插电极用的，U型管中部的活塞2及3其孔径等于U型管的内径。
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各种电泳仪可能在使用上有些差别，但从原理上都是一致的。在电泳仪的两极间加上电位差E（V）后，在t（s）时间内溶胶界面移动的距离为D（m），即胶粒的电泳速度U（m•s-1）为：
（1）
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从实验求得胶粒电泳速度后，可按照下式求出ζ（V）电位：
（2） 式中液体的粘度（泊）；是液体介电常数，此实验溶液稀，故采用纯水的与值，纯水的值可依=80-40（t-20）进行计算，值可从附录表中查得；E是外加电压差（或电位梯度）；l是两电极导电距离（cm）；U是电泳速率（cm/s）。
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三、实验仪器与药品 1、氢氧化铁溶胶制备 在250毫升烧杯中放95毫升蒸馏水，加热至沸腾，慢慢滴加入5毫升10％FeCl3溶液，并不断搅拌，加完后继续沸腾几分钟。由于水解的结果，得红棕色的氢氧化铁溶胶，其结构式可用下式表示： {m[Fe(OH)3]nFeO+(n-x)Cl-}x+·xCl-
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2、将渗析好的Fe(OH)3溶胶冷却至室温，测其电导率，用0.1mol/LKCl溶液和蒸馏水配制与溶胶电导率相同的辅助液。
3、将电泳管先后用蒸馏水后用已渗析过的Fe(OH)3溶胶洗几次。在装Fe(OH)3溶胶之活塞2、3以上，关闭活塞，在活塞2、3下不能有气泡。将活塞2、3上部的溶胶倒掉，顺序用蒸馏水及辅助液洗涤三次，然后再装辅助液至支管口。尔后打开活塞1，使液面达支管口上部并使两液面水平。
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将两电极与直流稳压电源相连，工作电压调至 伏之间。关闭活塞1，再小心的打开活塞2，3，观察界面移动的方向，当U形管两边溶胶的界面清晰后，打开停表，准确记录U形管两边界面各自移动0.5，1，1.5，2厘米时所需的时间。测完后关闭电源，用细铜丝测量两电极间的距离l，最后根据公式（2）计算ζ电势。
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四、数据处理 1、确定电势符号，即由胶粒移动方向确定胶粒带电荷符号。 2、求出速度U的平均值，再求出电势。
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五、思考题 1、电泳速度快慢与哪些因素有关？ 2、电泳中辅助液的选择有哪些条件？ 3、连续通电溶液发热的后果是什么？
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