Читайте также:
|
Лабораторная работа
Цель работы: изучить основы электрофореза и применение его методики к определению необходимых параметров для коллоидных систем. Определить конкретно для золя берлинской лазури величину электрокинетического потенциала. Ознакомиться с теориями строения двойного электрического слоя и образования мицелл золей.
Электрофоретический метод основан на движении частиц дисперсной фазы при наложении внешнего напряжения при неподвижной дисперсионной среде. Это движение будет зависеть от знака заряда коллоидных частиц и вида электрода.
В данной работе электрофоретическим методом определяли электрокинетический потенциал золя берлинской лазури. Электрокинетическим потенциалом ξ является величина, характеризующая скачок потенциала на границе скольжения жидкой фазы, которая связана с поверхностью частиц твёрдой фазы и остальной частью жидкости (дисперсионной среды).
Рассмотрение величины ξ приводится в теориях двойного электрического слоя Гуи-Чепмена и Штерна.
По теории Штерна, наиболее полно учитывающей все виды взаимодействий при распределении заряда относительно поверхности частицы, на поверхности частиц дисперсной фазы присутствует слой потенциалопределяющих ионов и слой противоионов, удерживаемых за счёт сил адсорбционного взаимодействия. Эти слои прочно связаны с частицей и двигаются вместе с ней относительно слоя, содержащего диффузную часть противоионов. На границе скольжения этих слоёв имеет место скачок потенциала ξ.
Рис 1. Зависимость величины потенциала от расстояния от поверхности частицы.
Фi - полный скачок потенциала;
Ф’’ – скачок потенциала для потенциалопределяющего и адсорбционного слоя противоионов;
ξ – скачок электрокинетического потенциала.
δ – толщина слоя противоионов, плотно прилегающих к частице.
По современным представлениям частицы золя можно представить в виде мицелл, которые имеют в своём составе агрегат, ядро, слои ПОИ и диффузный слой. Данная теория рассмотрена ниже на примере исследуемого золя.
Ход работы.
Золь берлинской лазури имеет синюю окраску, поэтому измерения проводили методом визуального наблюдения за перемещением границы золь – боковая жидкость при наложении внешнего напряжения величиной 50 Вольт. В данный раствор поместили электроды, для избежания побочных процессов, таких как перезарядка и коагуляция коллоидных частиц у электродов.
Величина электрокинетического потенциала в соответствии с опытом определялась по зависимости вида:
где 
- электрокинетический потенциал, μ – вязкость дисперсионной среды (Па*с), h – смещение границы (м), l – расстояние между электродами, t – время между перемещениями, ε – диэлектрическая проницаемость среды (Ф/м).
В ходе эксперимента трёхкратно фиксировали время, за которое граница перемещалась на постоянное расстояние 3 мм. Получили следующие результаты:
| Смещение границы, м | 3*10-3 | 3*10-3 | 3*10-3 |
| Время, сек |
Исходя из полученных данных по приведенной выше зависимости рассчитали значения электрокинетического потенциала:
Экспериментально полученное среднее значение потенциала составляет 0,0937 (В).
Вывод: в ходе работы было проведено экспериментальное определение величины электрокинетического потенциала золя берлинской лазури, расчетное значение которого составило ξ = 0,0937 (В). Для измерений применялся метод электрофореза, в связи с чем проведены необходимые рассмотрения теорий двойного электрического слоя и строения мицелл. Теоретически выявлено, что величина электрокинетического потенциала зависит от природы вещества, образующего дисперсную фазу, от растворителя (дисперсионной среды), от температуры и соответственно теплового движения частиц и молекул растворителя.
Resume: Double electric layer is a characteristic phenomena for colloidal systems. Charge allocation in disperse solution is described by some theory such as Shtern, Helmholts, Chepman. There is a slide border between charge layers by one of them. Electric potential – ξ-potential – on this board is individual parameter of substances in disperse state. It depends on external conditions of measurement and stranger electrolytes’ presence. Method of electrophoresis allows to determine a value of ξ-potential by it’s dependence for running speed of particle in electrical field. In this experiment potential was determined for our system.
Дата добавления: 2015-09-11; просмотров: 193 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
| УКРАЇНСЬКА МОВА | | | Общая характеристика. |