深 圳 大 学 实 验 报 告

      课程名  称：­            物理化学实验                    

实验项目名称：氢氧化铁胶体电动电位的测定（电泳法）       

学        院：           化学与化工学院                          

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化学实验报告之电泳

实验目的：认识胶体粒子是带电粒子

实验原理：带电颗粒在电场作用下，向着与其电性相反的电极移动

实验器材及药品：铁架台、U形管、石墨碳棒、粗铜丝、滴管、导线、直流电源、Fe(OH)₃胶体、定量NaCl溶液

实验操作：1、将烧杯中的蒸馏水加热至沸腾，向沸水中逐滴滴加入6滴FeCL3饱和溶液。继续煮沸至溶液呈红褐色，停止加热。观察制得的Fe（OH）3胶体

         2、取一支U形管，注入Fe（OH）3胶体到距离管口5.0cm处，固定在铁架台上，用滴管给U形管的两端沿壁慢慢注入一定浓度的NaCL溶液，使U形管两端明显分层，形成清晰的液面

         3、给U形管两端插入碳棒电极，并分别连接电源的正负极，观察现象并记录时间。

实验现象：U形管和阴极连接的一端液面上升，出现明显的液面差，阴极一端颜色加深，阳极一端颜色变浅

实验分析：在外加直流电源的作用下，Fe（OH）₃胶体微粒在分散介质里向阴极作定向移动,注意碳棒不要和胶体接触，，否则胶体放电或电解水，NaCL溶液的浓度不要太大最好是51毫摩每升。

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胶体电泳速度的测定

1    实验目的

1.1          掌握凝聚法制备Fe（OH）₃溶胶和纯化溶胶的方法

1.2          观察溶胶的电泳现象并了解其电学性质，掌握电泳法测定胶体电泳速度和溶胶ζ电位的方法。

2    实验原理

溶胶是一个多相体系，其分散相胶粒的大小约在1nm～1um之间。由于本身的电离或选择性地吸附择性地吸附一定量的离子以及其它原因所致，胶粒表面具有一定量的电荷；胶粒周围的介质分布着反离子。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。紧密层约有一两个分子层厚。紧密吸附在胶核去面上．而扩散层的厚度则随外界条件(温度，体系中电解质浓度及其离子的价态等)而改变，扩散层中的反离子符合玻兹曼分布。由于离子的溶剂化作用，紧密层结合着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

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胶体电泳速度的测定

一．           实验目的：

1.掌握凝聚法制备Fe(OH)₃溶胶和纯化溶胶的方法

2.观察溶胶的电泳现象并了解其电学性

二．   实验原理：

溶胶是一个多相体系，其分散相胶粒的大小约在1 nm~1 μm之间。由于本身的电离或选择性地吸附一定量的离子以及其它原因如摩擦所致，胶粒表面带有一定量的电荷，而胶粒周围的介质中分布着反离子。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。紧密层约有一到两个分子层厚，紧密附着在胶核表面上，而扩散层的厚度则随外界条件（温度、体系中电解质浓度及其离子的价态等）而改变，扩散层中的反离子符合玻兹曼分布。由于离子的溶剂化作用，紧密层的反离子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称为滑移面，滑移与液体本体的电位差称为动电位（电动电位）或ζ电位，而作为带电粒子的胶粒表面与液体内部的电位差称为质点的表面电势，相当于热力学电势（如图23-1，图中AB为滑移面）。

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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。

2．三种电势

：热力学电势（或平衡电势），固体表面相对溶液的电势，=f（固体表面电荷密度，电势决定离子浓度）。

j_d：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，由表面的直线下降到斯特恩面。称为斯特恩电势。

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1 引言

SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）是目前分离蛋白质亚基并测定其分子量的常用方法，为检测电泳后凝胶中的蛋白质，一般使用考马斯亮蓝（CBB）染色^[1]。本次实验的目的在于学习聚丙烯酰胺凝胶电泳的原理，并掌握聚丙烯酰胺凝胶垂直板电泳分离蛋白质的操作技术。

2 材料和方法

2.1  实验原理

2.1.1 聚丙烯酰胺凝胶的性能及制备原理

2.1.1.1 性能

聚丙烯酰胺凝胶的机械性能好，有弹性，透明，相对地化学稳定，对pH和温度变化比较稳定，在很多溶剂中不溶，是非离子型的，没有吸附和电渗作用。通过改变浓度和交联度，可以控制孔径在广泛的范围内变动，并且制备凝胶的重复性好。由于纯度高和不溶性，因此还适于少量样品的制备，不致污染样品。

2.1.1.2 制备原理

聚丙烯酰胺凝胶是用丙烯酰胺（Acr）和交联剂甲叉双丙烯酰胺（Bis）在催化剂的作用下聚合而成。聚丙烯酰胺凝胶聚合的催化系统有化学聚合和光聚合两种。本实验是用化学聚合。化学聚合的催化剂通常多采用过硫酸铵（AP）或过硫酸钾，此外还需要一种脂肪族叔胺作加速剂，最有效的加速剂是N,N,N’,N’-四甲基乙二胺（TEMED）。在叔胺的催化下，由过硫酸铵形成氧的自由基，后者又使单体形成自由基，从而引发聚合反应。叔胺要处于自由碱基状态下才有效，所以在低pH时，常会延长聚合时间；分子氧阻止链的延长，妨碍聚合作用；一些金属也能抑制聚合；冷却可以使聚合速度变慢。通常控制这些因素使聚合在1小时内完成，以便使凝胶的性质稳定。

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溶胶的制备与电泳

一、实验目的

1.学会溶胶制备的基本原理，并掌握溶胶制备的主要方法。

2.利用界面电泳法测定AgI溶胶的电动电位。

二、实验原理

溶胶是溶解度极小的固体在液体中高度分散所形成的胶态体系，其颗粒直径变动在范围。

1.溶胶制备

要制备出稳定的溶胶一般需满足两个条件：固体分散相的质点大小必须在胶体分度的范围内；固体分散质点在液体介质中要保持分散不聚结，为此，一般需要加稳定剂。

制备溶胶原则上有两种方法：将大块固体分割到胶体分散度的大小，此法称为分散法；使小分子或粒子聚集成胶体大小，此法称为凝聚法。

(1)分散法

分散法主要有3种方式，即机械研磨、超声分散和胶溶分散。

①研磨法：常用的设备主要有胶体磨和球磨机等。胶体磨由两片靠得很近的盘或 磨刀，均由坚硬耐磨的合金或碳化硅制成。当上下两磨盘以高速反向转动时（转速约 5000－10000rpm），粗粒子就被磨细。在机械磨中胶体研磨的效率较高，但一般只能将质点 磨细到 1um 左右。

②超声分散法；频率高于 16000Hz 的声波称为超声波，高频率的超声波传入介质， 在介质中产生相同频率的疏密交替，对分散相产生很大的撕碎力，从而达到分散效果。 此法操作简单，效率高，经常用作胶体分散及乳状液制备 。

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【实验二】胶体的制备及性质

一、实验目的：

1、掌握实验室制备氢氧化铁胶体的实验操作技能和方法。

2、实验探究胶体的重要性质——丁达尔效应，学会用简单的方法鉴别胶体和溶液。

3、培养由宏观实验现象推测微观粒子大小的能力。

二、实验用品：

1．实验药品： FeCl₃饱和溶液、CuSO₄溶液、泥水、1mol/L HCl 溶液、水玻璃（NaSiO3的水溶液）、蒸馏水、U形管、0.01mol/L KNO3溶液、MgSO4溶液

2．实验仪器：铁架台（配铁圈）、石棉网、烧杯、试管、试管夹、酒精灯、火柴、量筒、胶头滴管、激光笔、玻璃棒、漏斗、滤纸、石墨电极

三、实验步骤与方法：

（1）胶体的制备：

（2）胶体的性质：

结论：1、溶液、胶体和浊液中分散质粒子的大小顺序是                  ，三种分散系的稳定性顺序                     ，三种分散系的本质区别是                   。

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