Опыт 1. Определение знака заряда частиц золей капиллярным методом

В двух пробирках смешивают зара­нее отмеренные цилиндрами растворы хлорида железа (III) и гексацианоферрата (II) калия в следующих соотношениях:

Пробирка	раствора FеСl3, с(1/ЗFеСl3) = = 0,005 моль/л, мл	Объем раствора К4[Fе(СN)6], с(1/3[Fе(СН)6]4- -= 0,005 моль/л, мл
1	3	1
2	1	3

 

На фильтровальную бумагу наносят пипеткой 1 каплю раствора из первой пробирки и рядом, на расстоянии приблизительно двух диаметров пятна, — 1 каплю раствора из второй пробирки. Сравнивают степень рас-текаемости окрашенных пятен золей. Определяют знак заряда коллоид­ных частиц в первом и втором золе, имея в виду, что поверхность воло­кон бумаги при смачивании водой и водными растворами заряжается отрицательно. Результаты эксперимента записывают в таблицу по форме:

Пробирка	Условия получения золя с(1/ЗFе3*)	Растекае-мость пят­на на бума­ге	Знак заряда гранул	Схема строения мицеллы
	С(1/3[Fе(СN)6]4-)
1
2

 

Записывают уравнение реакции, лежащей в основе получения золей берлинской лазури.

Опыт 2.   Определение электрокинетического потен­циала методом электрофоре­за.

Подготавливают к работе прибор для электрофореза, который представ­ляет собой U - образную гра­дуированную трубку с двумя кранами, соединенную через зажим с сосудом. В этот сосуд при закрытых кранах наливают исследуемый золь. Затем кра­ны осторожно открывают так, чтобы золь заполнил трубку до кранов и просвет кранов был без пузырьков воздуха. Краны закрывают, и в оба колена U - образной трубки наливают до половины контактную жид­кость, добиваясь равного уров­ня ее в коленах

трубки. Уста­навливают электроды и измеряют расстояние между ними вдоль трубки. Медленно и поочередно открывают оба крана, затем осторожно прикры­вают зажим так, чтобы золь поступал в трубку медленно, и между золем и контактной жидкостью образовалась четкая, без размывов, граница. После того как электроды погрузятся в контактную жидкость, зажим за­крывают. Измеряют скорость перемещения границы раздела золь—кон­тактная жидкость (скорость электрофореза).

Отмечают положение границы раздела в обоих коленах трубки. Подключают прибор к источнику постоянного тока с напряжением 100 В и включают секундомер. Определяют время, в течение которого граница раздела золь — контактная жидкость передвинется на определенное рас­стояние. Записывают исходные и экспериментальные данные электрофо­реза золя гидроксида железа (III):

Расстояние между электродами l, м

Напряжение (разность потенциалов) Δφ, В

Вязкость среды η, Па ∙ с

Диэлектрическая проницаемость среды ε

Электрическая постоянная (диэлектрическая проницаемость вакуума) ε₀ = = 8,85 · 10^-12 Ф · м^-1

Результаты измерений оформляют в виде таблицы:

Положение		Сдвиг	Время	Ско-	Электро-	Потенци-	Знак
границы золь —		границы	переме-	рость	форетиче-	ал С, В	заряда
контактная		раздела И,	щения	элек-	ская под-		частиц
жидкость, см		м	границы	трофо-	вижность
началь- ное	конеч- ное		Л с	реза «0, м/с	«эф

 

Обработка результатов эксперимента. Рассчитывают: 1) скорость электрофореза и₀ по уравнению и₀ = h / t, где h — сдвиг границы раздела золь — контактная жидкость, м; t — время сдвига, с; 2) напряженность электрического поля Е (В / м) по уравнению Е = Δφ / l, где Δφ — разность потенциалов, В; / — расстояние между электродами, м; 3) электрофоретическую подвижность u_эф (м² · с^-1 · В^-1) по уравнению u_эф

= и₀ / Е; 4) электрокинетический потенциал ζ, (В) по уравнению

ζ = (u_эфη η)/ (εε₀)

 

Контрольные вопросы

1. Что называют электрокинетическим потенциалом?

2. От каких факторов и как зависит скорость перемещения коллоидных частиц в электрическом поле?

3. Что такое электрофоретическая подвижность?

4. В чем сущность электрофоретического метода определения электрокинетического потенциала коллоидных частиц?

5. При электрофорезе гидрозоля сульфида мышьяка (III) к двум электродам, находящимся на расстоянии 30 см, приложено напряжение в 100 В. При этом за 15 мин. Наблюдалось перемещение частиц золя на 10 мм. Вычислите электрокинетический потенциал частиц, если относительная ди-электрическая проницаемость среды равна 81, а вязкость – 10^-3 Па ∙ с.