胶体制备和电泳
胶体制备和电泳实验
实验三十胶体制备和电泳实验1、实验目的：①掌握电泳法测定ξ电位的原理；②测定Fe（OH）3溶胶的ζ电位的技术。
2、实验原理：在胶体溶液中，分散在介质中的微粒由于自身的电离或表面吸附其它粒子而形成带一定电荷的胶粒，同时在胶粒附近的介质中必然分布有与胶粒表面电荷相反而电荷数量相同的反离子，形成一个扩散双电层。
在外电场作用下，荷电的胶粒携带其周围一定厚度的吸附层向相反电荷的电极移动，在荷电胶粒吸附层的外界面与介质之间相对运动的边界处相对于均匀介质电势产生一电势，该电势称为电动电势，也称ζ电势。
它随吸附层内离子浓度、电荷性质的改变而变化。
ζ电势与胶体的稳定性有密切的关系，ζ电势的绝对值越大，表明胶粒荷电越多，胶粒间斥力越大，胶粒越稳定，本实验采用电泳法测量胶体的ζ电势，在外电场作用下，通过测定胶体在介质溶液中的相对移动，采用胶体界面移动法计算该胶体的ζ电势。
所用装置（电泳管）如下图所示：本实验采用电泳法测量胶体的ζ电势，在外电场作用下，通过测定胶体在介质溶液中的相对移动，采用胶体界面移动法计算该胶体的ζ电势。
当带电的胶粒在外电场作用下迁移时，若胶粒的电荷为q,电极间的电位梯度为E，则胶粒受到的静电场力为：F1 = Eq胶粒在介质中运动受到的阻力按斯托克斯定律为：F2=Kπηr uK——为与粒子形状有关的常数，对球状为5.4×1010V2S2kg-1m-1, 对棒状粒子为3.6×1010V2S2kg-1m-1；η——为介质黏度（PaS）；r ——为胶粒半径（m）；u ——为胶粒相对移动速率（ms-1）。
若胶粒运动速率u恒定，则有F1=F2，即qE=kπηr u （1）根据静电学原理ζ=q/εr （2）（2）带入（1）得：u=ζεE/Kπη（3）利用界面移动法测量时，若测出时间t（s）时胶体界面移动距离S（m），两铂电极间电位差Φ(v)和电极间的距离L（m），则有E=Φ/L,u=S/t （4）代入（3）式，得：S=(ζΦε/4πηL)t （5）作S-t图，由直线斜率和已知得ε和η，可求ζ电势。
胶体的制备和电泳实验报告数据处理
胶体的制备和电泳实验报告数据处理胶体的制备和电泳实验报告一、胶体的制备1.1 实验目的通过制备胶体，了解胶体的基本概念和性质，掌握常见胶体制备方法。
1.2 实验原理胶体是由微粒子或分子组成的混合物，其粒径在1nm~1000nm之间。
常见的胶体制备方法有溶剂置换法、凝聚法、共沉淀法等。
本实验采用溶剂置换法制备聚苯乙烯（PS）胶体。
苯乙烯（St）在水中不溶，在甲苯中可溶。
将St加入水中后，利用超声波使其分散均匀，再加入甲苯，使St逐渐从水相转移到甲苯相中，形成PS微粒子。
1.3 实验步骤（1）将10mL去离子水放入干净干燥的锥形瓶中；（2）称取0.5g St放入锥形瓶中；（3）用超声波处理10min；（4）向锥形瓶中加入15mL甲苯；（5）摇晃均匀后静置约30min；（6）取出上层甲苯，得到PS胶体。
1.4 实验结果制备的PS胶体呈乳白色悬浮液，无明显沉淀。
二、电泳实验2.1 实验目的通过电泳实验，了解胶体的电性质和粒径分布情况，掌握常见电泳实验方法和数据处理方法。
2.2 实验原理在外电场作用下，胶体微粒子会向相反方向移动。
根据Stokes定律，微粒子的运动速度与其半径成反比。
在一定电场强度下，不同大小的微粒子会有不同的运动速度。
通过测量微粒子运动距离和时间，可计算出微粒子的半径大小。
本实验采用间接法测量PS胶体微粒子半径。
首先将PS胶体样品注入毛细管内，在两端施加高压形成等效于一个平行板电容器的结构。
然后在外加电场作用下，测量微粒子移动距离和时间，并计算出微粒子半径。
2.3 实验步骤（1）将0.5mL PS胶体样品注入毛细管内；（2）在两端施加高压（+10kV和-10kV）；（3）记录微粒子在电场作用下的运动轨迹；（4）利用图像处理软件测量微粒子移动距离和时间，并计算出微粒子半径。
2.4 实验结果图1为PS胶体微粒子在电场作用下的运动轨迹。
图1 PS胶体微粒子运动轨迹根据图1可得，微粒子的运动速度随着半径大小的增加而减小。
胶体的制备和电泳实验误差
胶体的制备和电泳实验误差胶体的制备胶体是一种由微观粒子组成的分散体系，其中粒子的大小在1纳米到1微米之间。
胶体的制备方法主要有两种：溶剂法和凝聚法。
一、溶剂法溶剂法是指将固体物质通过化学反应或物理方法分散在溶液中，形成胶体。
常见的方法包括：1. 电解法：将金属电解成离子后，离子在电场作用下形成微小颗粒。
2. 沉淀法：将一种化合物加入到反应液中，产生沉淀后通过过滤、洗涤等步骤得到胶体。
3. 胶凝法：将高分子物质加入到溶液中，通过强烈搅拌形成胶态物质。
二、凝聚法凝聚法是指通过凝聚作用使原本分散在介质中的颗粒聚集起来形成胶体。
常见的方法包括：1. 溢价共沉淀：将两种相互不溶的离子共同加入到反应液中，发生共沉淀作用后得到胶体。
2. 真空蒸发：将含有高分子物质的溶液放在真空条件下蒸发，高分子物质形成胶体。
3. 气相凝聚：将金属加热到一定温度，使其蒸发后在惰性气体氛围中冷却，形成胶态物质。
电泳实验误差电泳是一种通过电场作用使带电粒子移动的实验方法。
在进行电泳实验时，可能会出现以下误差：一、环境误差1. 温度变化：温度变化会影响样品的迁移速率和电荷密度等因素，从而影响到实验结果。
2. 湿度变化：湿度变化会导致试剂的浓度和pH值等参数发生改变，进而影响到实验结果。
二、设备误差1. 电场不均匀：如果电场不均匀，则样品在迁移过程中会受到不同程度的阻碍，从而影响到实验结果。
2. 电极污染：如果电极表面存在污染物，则可能导致样品在迁移过程中受到阻碍或偏移方向，从而影响到实验结果。
三、操作误差1. 样品准备不当：如果样品准备不当，如样品浓度不均匀、存在杂质等，则可能影响到实验结果。
2. 电泳时间不足：如果电泳时间不足，则可能导致样品未完全分离，从而影响到实验结果。
综上所述，为了减少电泳实验误差，需要在实验前做好样品准备和设备检查工作，并在操作过程中严格控制环境温度、湿度等因素。
同时，在进行实验时要注意操作规范，确保电泳时间充足。
实验 胶体的制备和电泳
和它们的ζ电势大小有关。所以无论制备哪种胶体，通常都
胶 体
需要先了解有关胶体的ζ电势。
的 制
在同一外电场（电压为V）和同一温度下，胶粒移动的速
备 和
率（即电泳速率）U与ζ电势的大小有关。二者之间有下关系：
电 泳
在线答疑：
(l/V)U
大 学
通
式中，η为介质的黏度，l为两极间距离，ε为介质的 用
化
介电常数。
大
78.3 操作步骤
学
通
1. 纯化氢氧化铁溶胶的制备
用 化
用量筒量取65 mL，已备氢氧化铁溶液，加热至接近沸
学 实
腾，可得棕色溶胶，备用。放入渗析袋中扎好口，置于有蒸
验 技
馏水的烧杯中每10 min换一次水至检不出Cl-与Fe3+为止。
术
2. 测定电泳速度U和电位梯度
5/12
a. 电泳仪应事先用铬酸洗液洗涤清洁，以除去管壁上
通 用
液的物质？
化 学
答：测ζ电势时，ζ电势对辅助液的成分敏感，只有 实
验
控制辅助液的电导率与待测溶胶的电导率相等才能保证辅 技
术
助液的移动速度与溶胶相等，可以避免因界面处电场强度
12/12
突变造成两壁界面移动、速度不等产生的界面模糊。
选择作为辅助液的物质的条件是1.应为无色物质或与 胶 体
溶胶色差大；2.阳离子和阴离子的迁移速度应大致相等；3.
的 制
备
两者不发生反应；4.电导率大致相等；5、辅助液的比重要 和
电
小。
泳
在线答疑：
通
用
（3）Fe(OH)3胶粒带何种符号的电荷？为什么它会
化 学
带此种符号的电荷？
胶体的制备和电泳
胶体的制备和电泳一、胶体的制备胶体是一种由微小颗粒组成的分散环境，颗粒大小通常在1-100nm之间，它们可以稳定地分散在介质中，而不会沉淀或凝聚。
胶体具有独特的物理、化学和生物学特性，因此应用非常广泛，包括生物学、医学、能源和材料科学等领域。
胶体的制备方法有很多种，包括溶胶-凝胶法、还原法、共沉淀法、化学合成法、生物合成法等。
其中较为常用的是溶胶-凝胶法和还原法。
1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种经典的胶体制备方法，它利用化学溶胶，在水溶液中形成胶体。
该方法将适当比例的金属离子加入到含有淀粉或硅酸盐的溶液中，待溶液经富含结晶核的热处理后，胶体颗粒就由小分子“自发”组合而成。
溶胶-凝胶法的优点是能够生成形态各异、形状均匀的纳米颗粒，而且制备过程简单、容易控制。
但是，它的缺点是需要长时间的制备过程，而且得到的胶体产品往往体积较大，不便于应用。
2. 还原法还原法是将溶液中的金属离子还原成金属纳米颗粒，它是制备淀粉、碳酸钙、氧化铁等纳米材料的有效方法。
还原法包括两种方法：化学还原法和光化学还原法。
化学还原法是指使用还原剂将金属离子还原成金属颗粒，还原剂可以是还原气体、还原液、还原固体等。
一般来说，还原剂中的草酸、吡啶、乙醇等有机化合物能够促进金属离子的还原，并促进纳米颗粒的形成。
光化学还原法利用光辐射，将光子能量转化为激励能量，使金属离子还原成金属纳米颗粒。
这种方法具有选择性、非常容易控制颗粒大小和形状，但是光化学还原法需要特殊的光源和光敏剂，成本较高。
二、电泳电泳是利用电场力驱动胶体颗粒在液体介质中移动和分离的一种方法。
它是胶体科学中的基础实验技术之一，广泛应用于电化学分析、生物分离、纳米加工等领域。
在电泳过程中，一定电场在带电胶体粒子间建立电张力差，粒子会受到电场力的作用，由电泳迁移运动向一定方向移动，最终在电极上沉积形成定向结构。
在电泳过程中，需要注意以下几点：1. 控制电场力电场力对电泳效果非常关键，过小的电场力无法推动颗粒移动，而过大的电场力则会导致颗粒粘聚或沉淀，因此需要精确调整电场力以获得最佳电泳效果。
胶体的制备和电泳实验报告
胶体的制备和电泳实验报告胶体的制备和电泳实验报告胶体是一种特殊的物质，其粒子大小介于溶液中的分子和悬浮液中的颗粒之间。
胶体的制备方法多种多样，包括溶胶-凝胶法、乳化法、胶体溶胶法等。
本实验旨在通过电泳实验探究胶体的制备以及其在电场中的运动规律。
实验材料和方法：1. 实验材料：胶体溶液、导电性容器、电极、电源、电阻器、示波器等。
2. 实验方法：a. 将胶体溶液注入导电性容器中，保证容器内无气泡。
b. 将电极插入容器中，确保电极与胶体溶液接触良好。
c. 连接电源、电阻器和示波器，调节电压和频率。
d. 观察并记录胶体颗粒在电场中的运动情况。
实验结果和讨论：在实验中，我们选择了一种常见的胶体溶液进行实验观察。
首先，我们注入胶体溶液并确保容器内无气泡，这是为了保证实验结果的准确性。
接下来，我们插入电极并调节电源、电阻器和示波器，以便观察胶体颗粒在电场中的运动情况。
在实验过程中，我们发现胶体颗粒会在电场中产生电泳现象，即在电场力的作用下，胶体颗粒会向电极移动。
这是因为在电场中，胶体颗粒表面带有电荷，根据电荷的性质，胶体颗粒会受到电场力的作用，从而发生移动。
我们还观察到，胶体颗粒的移动速度与电场强度和胶体颗粒的大小有关。
当电场强度增加时，胶体颗粒的移动速度也会增加。
而胶体颗粒的大小对移动速度的影响较为复杂，一般来说，较小的胶体颗粒移动速度较快，较大的胶体颗粒移动速度较慢。
通过这次实验，我们进一步了解了胶体的制备和胶体颗粒在电场中的运动规律。
胶体的制备是一项复杂的过程，需要选择合适的方法和条件，以获得所需的胶体溶液。
而胶体颗粒在电场中的运动规律则与胶体颗粒的电荷性质、电场强度和颗粒大小等因素密切相关。
总结：胶体的制备和电泳实验是研究胶体性质和应用的重要手段。
通过实验观察，我们可以了解胶体颗粒在电场中的运动规律，进一步探究胶体的特性。
胶体的制备方法多样，需要根据具体需求选择合适的方法。
电泳实验则为我们提供了一种直观、可观测的手段，帮助我们研究胶体的运动行为。
胶体的制备和电泳[详解]
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四、仪器药品1.仪器直流稳压电源1台;万用电炉1台;电泳管1只;电导率仪1台;直流电压表1台;秒表1块;铂电极2只;锥形瓶(250mL)1只;烧杯(800、250、100mL)各1个，超级恒温槽1台;容量瓶(100mL)1只。
2.药品火棉胶;FeCl3(10%)溶液;KCNS(1%)溶液;AgNO3(1%)溶液;稀HCl溶液。
五、实验步骤1.Fe(OH)3溶胶的制备及纯化(1)半透膜的制备在一个内壁洁净、干燥的250mL锥形瓶中，加入约10mL火棉胶液，小心转动锥形瓶，使火棉胶液粘附在锥形瓶内壁上形成均匀薄层，倾出多余的火棉胶于回收瓶中。
此时锥形瓶仍需倒置，并不断旋转，待剩余的火棉胶流尽，使瓶中的乙醚蒸发至已闻不出气味为止(此时用手轻触火棉胶膜，已不粘手)。
然后再往瓶中注满水，(若乙醚未蒸发完全，加水过早，则半透膜发白)浸泡10min。
倒出瓶中的水，小心用手分开膜与瓶壁之间隙。
慢慢注水于夹层中，使膜脱离瓶壁，轻轻取出，在膜袋中注入水，观察有否漏洞，如有小漏洞，可将此洞周围擦干，用玻璃棒蘸沾火棉胶补之。
制好的半透膜不用时，要浸放在蒸馏水中。
(2)用水解法制备Fe(OH)3溶胶在250mL烧杯中，加入100mL蒸馏水，加热至沸，慢慢滴入5mL(10%)FeCl3溶液，并不断搅拌，加毕继续保持沸腾5min，即可得到红棕色的Fe(OH)3溶胶，其结构式可表示为{m［Fe(OH)3］nFeO+(n-x)Cl-}x+xCl-。
在胶体体系中存在过量的H+、Cl-等离子需要除去。
(3)用热渗析法纯化Fe(OH)3溶胶将制得的40mLFe(OH)3溶胶，注入半透膜内用线拴住袋口，置于800mL的清洁烧杯中，杯中加蒸馏水约300mL，维持温度在60℃左右，进行渗析。
每30min换一次蒸馏水，2h后取出1mL渗析水，分别用1%AgNO3及1%KCNS溶液检查是否存在Cl-及Fe3+，如果仍存在，应继续换水渗析，直到检查不出为止，将纯化过的Fe(OH)3溶胶移入一清洁干燥的100mL小烧杯中待用。
胶体的制备与电泳实验报告
胶体的制备与电泳实验报告胶体的制备与电泳实验报告胶体是一种特殊的物质，由微小的颗粒悬浮在液体中形成。
它具有许多独特的性质和应用，因此在科学研究和工业生产中得到广泛应用。
本文将介绍胶体的制备方法以及电泳实验的原理和应用。
一、胶体的制备方法胶体的制备方法有很多种，常见的包括溶胶-凝胶法、乳化法、共沉淀法等。
其中，溶胶-凝胶法是一种常用且简单的方法。
它通过控制溶胶的凝胶过程来制备胶体。
溶胶-凝胶法的制备步骤如下：首先，将所需的物质溶解在适当的溶剂中，形成溶胶。
然后，通过加热或加入适当的试剂，使溶胶逐渐凝胶，形成胶体。
最后，将胶体分离和纯化，得到所需的胶体产品。
二、电泳实验的原理电泳是一种利用电场作用于带电粒子的运动现象。
在电泳实验中，通过在两个电极之间施加电场，使带电粒子在电场力的作用下向相应的电极移动。
电泳实验的原理可以用库仑定律来解释。
根据库仑定律，带电粒子在电场中受到的电场力与电荷量成正比，与电场强度成正比，与带电粒子的大小和形状无关。
因此，在电场中，带电粒子会受到电场力的作用，从而发生运动。
三、电泳实验的应用电泳实验在科学研究和工业生产中有广泛的应用。
其中，凝胶电泳是一种常用的分离和分析方法。
它通过将带电粒子在凝胶介质中的迁移速度差异来实现分离。
凝胶电泳可以用于DNA分离和检测。
通过将DNA样品加入凝胶孔道中，施加电场，DNA片段会根据其大小和电荷迁移速度的差异在凝胶中分离出来。
通过观察凝胶中的DNA迁移距离，可以确定DNA片段的大小和浓度。
此外，电泳还可以用于纳米颗粒的分离和纯化。
通过在电场中施加电泳力，可以控制颗粒的迁移速度，从而实现不同大小和形状的颗粒的分离和纯化。
总结胶体的制备是一项重要的实验技术，它可以通过溶胶-凝胶法等方法来实现。
电泳实验是一种常用的分离和分析方法，它利用电场力作用于带电粒子的运动来实现分离和纯化。
电泳实验在DNA分离和纳米颗粒纯化等领域有广泛的应用。
通过深入研究胶体的制备方法和电泳实验的原理和应用，可以为科学研究和工业生产提供有力的支持。
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胶体制备和电泳
一、实验目的
1、采用水解凝聚法制备Fe(OH)3溶胶；
2、用电泳法测定Fe(OH)3溶胶带电性质及其电动电位。
二、实验原理
胶体制备常用分散法和凝聚法。
本实验是用水解凝聚法制备Fe(OH)3溶胶。
刚制成的溶胶常含有其它杂质，必须纯化。
本实验采用半透膜渗析法，利用胶体与其它物质的分散程度的差异而分离。
为了加快渗析速度，可用热渗析和电渗析方法。
由于胶粒表面电离或吸附离子而带电荷，在胶粒周围形成带等量异电荷的溶剂化层。
溶剂化层界面与介质内部形成的电位差称电动电势或ζ电势。
它是胶粒特征的重要物理量，其数值与胶体性质，介质及溶胶浓度有关。
胶体的ζ电势表达式为： DE
u
πηζ4=
式中：ζ——介质粘度（泊）； u ——相对移动速度（厘米/秒）； D ——介质常数；
E ——电位梯度（绝对静电单位/厘米）。
由测定界面移动的电泳法： ()
vtD
sl
πηζ43002
= 式中：s ——时间t 内胶体和辅助液界面移动距离（厘米）； l ——两电极间距离（厘米）； v ——电极间电位差（伏特）；
300——将伏特换算成绝对静电单位的比例系数。
本实验的测定条件是溶胶与辅助液的电导率必须相等。
三、仪器与药品
电泳仪 1套 稳压电源 1套 停表 1个
铂电极 1根 10%FeCl 3溶液 火棉胶 稀盐酸 烧杯等。
四、实验步骤
1、3)(OH Fe 溶胶的制备：在250 ml 烧杯中，盛蒸馏水100 ml ，加热至沸，在搅拌条件下滴加10%3FeCl 10 ml ，再煮沸 2 min ，即得3)(OH Fe 棕色溶胶。
2、胶体溶液的纯化：
半透膜的制备：在100 ml 干燥的短颈锥形瓶中，倒入几 ml 火棉胶，小心转动，形成均匀的薄膜，倒置流尽火棉胶，并让溶剂挥发至不粘手，然后在瓶口剥开一部分膜，从膜壁注入水，使膜与壁分离，取出成型的膜袋。
溶胶的渗析：将制得的3)(OH Fe 溶胶倒入半透膜中，用线栓住袋口，放入60～70℃的水中渗析，常换水，直至水中不能检出-Cl 或+3Fe 。
3、3)(OH Fe 溶胶的ζ电位测定：洗净电泳管，用滴管注入净化后的3)(OH Fe 溶胶，关闭活塞，用蒸馏水和辅助液依次洗净电泳管上部三次，然后装入辅助液（电导率与溶胶相等的HCl ）至支管口。
两边插入电极并安装好仪器。
调节工作电压为120V ～150V 。
打开活塞开始计时，准确记录界面移动0.5cm ，1cm ，1.5cm ，2cm 所需的时间。
测定完毕关闭电源，用线测量两电极间的距离l ，计算ζ电势。
五、数据记录与处理
1、由胶体在电泳时的移动方向，确定胶粒所带电荷。
2、由在时间t 内界面移动的距离s 值，求出s/t ，并取平均值（或作s ～t 图，求出斜率）计算ζ电势。
3、求ζ时，η和D 值均用水的相应值代替。
水的介电常数D =80—0.4（T —293），T —实验绝对温度。
水的粘度
六、思考题
1、写出3)(OH Fe 胶团的结构式，并解释其电荷性质。
2、电泳时辅助液的选择应根据哪些条件？ 参考文献
[1] 应礼文等，化学教育，1980，（3）：35
[2] 广西师范大学等编，《基础物理化学实验》，广西师范大学出版社，1991，253。