Определение электрокинетического потенциала методом электрофореза - файл n1.doc

приобрести
Определение электрокинетического потенциала методом электрофореза
скачать (51.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc52kb.22.08.2012 20:16скачать

n1.doc



Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

Томский политехнический университет

Факультет: Химико-технологический

Направление (специальность): Химическая технология и биотехнология

Кафедра: Физической и аналитической химии


Лабораторная работа №4

по курсу «Поверхностные явления и дисперсные системы»

Определение электрокинетического потенциала

методом электрофореза

Выполнил

Студент гр. ФФФФ ФФФФ
Руководитель

канд. хим. наук, доц. ФФФФФ


Томск 2009
Цель работы:

Изучение на примере явления электрофореза одного из электрокинетических явлений; определение скорости электрофореза; вычисление величины электрокинетического потенциала методом макроэлектрофореза.

Теоретическая часть.
Электрокииетические явления

Явления называются электрокинетическими, поскольку в них обнаруживается взаимосвязь между электрическим полем и скоростью (кинетикой)

Явление движения частиц твердой дисперсной фазы под действием электрического напряжения называется электрофорезом.

Явление движения жидкости относительно неподвижной твердой фазы под действием внешнего электрического поля называется элсктроосмосом. Потенциал течения - явление возникновения потенциала при движении жидкости через пористую диафрагму под давлением.

Явление возникновения разности потенциалов между электродами под действием механического передвижения частиц дисперсной фазы в жидкости называется потенциалом оседания.

Причиной возникновения всех электрокинетических явлений является существование двойного электрического слоя (ДЭС) на границе раздела дисперсной фазы и дисперсионной среды.
Основные теории строения двойного электрического слоя

Общими для всех теорий строения двойного электрического слоя являются следующие положения:

- двойной электрический слой (ДЭС) состоит из потенциалопределяющих ио-нов, прочно связанных с дисперсной фазой и эквивалентного количества про-тивоионов, расположенных в жидкой дисперсионной среде;

- поверхностный заряд, обусловленный наличием на твердой нейтральной поверхности потенциалопределяющих ионов, равномерно распределен по всей твердой поверхности дисперсной фазы;

- между противоионами ДЭС и ионами такого же знака раствора существует динамическое равновесие;

- дисперсионная жидкая среда влияет на строение ДЭС через величину диэлектрической проницаемости.

Отличие теорий заключается в том, что их авторы давали различное толкование структуры слоя противоионов, то есть строение внешней обкладки ДЭС, обусловленной расположением противоионов.

Цель всех теорий - получить зависимость между поверхностным зарядом и потенциалом на границе твердая фаза-раствор. Представления о строении ДЭС за историю их развития претерпели следующие изменения:

1. Теория Гельмгольца-Перрена (1879 г)

ДЭС по этой теории рассматривается как плоский конденсатор, внешняя обкладка которого расположена в жидкости параллельно поверхности на расстоянии межмолекулярного порядка от нее. Поверхностный заряд уменьшается линейно с расстоянием от поверхности, в соответствии с теорией плоского конденсатора. Вполне естественно предположить, что подобное строение ДЭС при отсутствии теплового движения ионов возможно.

2. Теория Гуи-Чемплена (1910-1913 гг)

Авторы этой теории предположили, что двойной электрический слой имеет размытое (диффузное) строение и все противоионы находятся в диффузной его части. Такое строение определяется соотношением сил электростатического притяжения ионов, зависящего от электрического потенциала ?°, и теплового движения ионов стремящихся равномерно распределиться во всем объеме жидкой фазы.

3. Теория Штерна (1924 г)

Современная теория строения двойного электрического слоя основана на представлениях Штерна. Она объединяет две предыдущие теории. Согласно этой теории слой противоионов состоит из двух частей. Одна часть находится в непосредственной близости к межфазной поверхности и образуют слой Гельмгольца (плотный слой) толщиной не более диаметра гидратированных ионов, его составляющих. Другая часть противоионов находится за слоем Гельмгольца, в диффузной части (диффузный слой Гуи), толщина которого может быть значительной и зависит от свойств и состава системы. Потенциал при увеличении расстояния oт слоя потенциалопределяющих ионов снижается линейно до потенциала диффузного слоя, а затем - по экспоненте.
Экспериментальная часть

Приборы и реактивы:



Xoд работы

Экспериментальные данные:


6,9 – 7 мин (420 с)

6,8 – 9 мин (540 с)

6,7 – 15 мин (900 с)

Обработка экспериментальных данных


см/с

см/с

см/с


Вывод
При выполнении работы были определены скорости электрофореза (0,0024 см/с, 0,0018 см/с, 0,0011 см/с). Методом макроэлектрофореза по уравнению Гельмгольца-Смолуховского был определен электрокинетический потенциал (?=0,058 В), по его значению было определено, что золь – устойчивый.




Федеральное агентство по образованию
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации