物理化学实验思考题及参考答案(2)

是不均匀的，这时需用下式求H：

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H?U??L?LK??LK?0 （3）

式中LK为溶胶两界面距离。为了简便，电泳实验中通常使用与溶胶电导率相同的辅助液。从实验中求得即溶胶电泳速度v后，可根据下式计算ζ(V)电势：

??本实验中（ln?t

K???v （4） ?H为粘度(kg·m-1·s-1)，ε

介质的介电常数

式中：K为与胶粒形状有关的常数（对于球形粒子K＝5.4×1010V2·s2·kg-1·m-1；对于棒形粒子K＝3.6×1010V2·s2·kg-1·m-1，

Fe(OH)3胶粒为棒形粒子）；η

。 ?4.474266?4.54426?10?3t）

7、本实验为了计算出Fe(OH)3溶胶的ζ电势需记录和测量哪些数据？

答：电泳仪两极间接上电位差U(V)； t(s)时间内溶胶界面移动的距离为d (m)；两极间相距L（m）实验温度下水的粘度(kg·m-1·s-1)和ε介质的介电常数（ln?t

8、制备半透膜时需要注意什么？

答：在一个内壁洁净、干燥的250mL锥形瓶中，加入约20mL火棉胶液，小心转动锥形瓶，使火棉胶液黏附在锥形瓶内壁上形成均匀薄层，倾出多余的火棉胶。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，已不黏手)。然后再往瓶中注满水(若乙醚末蒸发完全，加水过早，则半透膜发白)，浸泡5min。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，在膜袋中注入蒸馏水检查是否漏水，若不漏，将其浸入蒸馏水中待用。

（1）火棉胶液是硝化纤维的乙醇乙醚混合溶液，制备半透膜袋时，要远离火焰，注意回收残液。

（2）在制备半透膜时加水的时间应适中。如加水过早，因胶膜中的溶剂尚未完全挥发掉，胶膜呈乳白色，强度差而不能使用；如加水过迟，则胶膜变干、脆，不易取出且易破裂。

9、为何可以用热渗析法纯化Fe(OH)3溶胶？如何判断Fe(OH)3溶胶已纯化好？

答：渗析法是利用离子能穿过半透膜进入到溶剂中，而胶粒却不能穿过半透膜。所以，将溶胶装入半透膜制成的袋内，将该袋浸入溶剂中，离子及小分子便透过半透膜进入溶剂，若不断更换溶剂，则可将溶胶中的杂质除去。热渗析法可已加快离子及小分子便透过半透膜的速度。

将制得的Fe(OH)3溶胶冷至约60℃，注入半透膜内用线拴住袋口，置于500mL的清洁烧杯中，杯中加蒸馏水约400mL，维持温度在60℃左右，进行渗析。每20min换一次蒸馏水，4次后取出1mL渗析水，分别用1%KSCN溶液检查是否存在Fe3+，如果仍存在，应继续换水渗折，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l00mL小烧杯中待用。

10、本实验成败的关键是什么？

答：1）半透膜制备成功，2）Fe(OH)3溶胶制备与纯化好，3）把Fe(OH)3溶胶装入电泳管后，加辅助液时一定要用滴管缓慢地沿U形管壁加入，使辅助液与Fe(OH)3溶胶间形成清晰的界面。

11、电泳速度的快慢与哪些因素有关?

。 ?4.474266?4.54426?10?3t）

??

K??K??L??U?v??v v? ?H?UK??L48

答：电泳速度的快慢与溶胶的ξ电势、介质的介电常数ε、电泳仪两级间的电位差U成正比，与溶胶的黏度、电泳仪两级间的距离成反比。

12、本实验中所用稀盐酸溶液的电导率为什么必须和所测溶胶电导率相等或尽量接近?

答：在电泳仪两极间接上电位差U(V)后，当辅助液的电导率与溶胶的电导率相差很小时，相距为L（m）的两极间的电位梯度平均值H(V·m-1)为：

H?U/L （2）

如果辅助液的电导率κ0与溶胶的电导率κ相差较大，则在整个电泳管内的电位降是不均匀的，这时需用下式求H：

H?U??L?LK??LK?0 （3）

式中LK为溶胶两界面距离。为了操作简便，电泳实验中通常使用与溶胶电导率相同的辅助液。

13、在电泳测定中如不用辅助液体，把电极直接插入溶胶中会发生什么现象?

答：不用辅助液，而将电极直接插在溶胶中的做法是错误的，因为溶胶电泳的同时，也在电解水，负极发生还原反应产生氢气和氢氧根，会使 Fe(OH)3 溶胶聚沉，生成红棕色沉淀，干扰了主现象电泳的观察。没有参比，也无法测定电泳速度。

14、 如果电泳仪事先没洗净，管内壁上残留微量电解质，对电泳测量结果将有什么影响？ 答：可能改变ζ电势大小，甚至引起胶体的聚沉。

15、在Fe(OH)3溶胶的制备及其ξ电势的测定实验中，如何量取两电极间的距离？ 答：用线量出两电极间的U形导电距离。

16、 电泳实验中辅助液起何作用，选择辅助液的依据是什么？

答：辅液主要起胶体泳动的介质、电介质作用和与胶体形成清晰的界面易于观测等作用。

选择辅助液的依据是：①不能与胶体发生反应；②不挥发；③辅助液中阴阳离子迁移速率要相近；④辅助液的电导率与胶体的电导率相等，这样可避免因界面处电场强度突变造成两壁界面移动速率不等而产生的界面分层不好，模糊。

17、 在Fe(OH)3溶胶的制备及其ξ电势的测定实验中，为什么制备的溶胶必须经过纯化及老化后方能用于实验？ 答：水解反应制得的Fe(OH)3溶胶中，除Fe3+与C1-外，还有许多杂质离子，对溶胶的稳定性有不良的影响，故必须除去。

18、在Fe(OH)3溶胶的制备及其ξ电势的测定实验中，实验表明Fe(OH)3胶粒带正或负电？并解释实验结果。 答： Fe(OH)3溶胶的胶团结构式可表示为：{ [Fe(OH)3]m n Fe3+ ，(3n-x)Cl– }x+ x Cl–。可知Fe(OH)3溶胶胶粒带正电，电泳时胶体向负极移动。

19、在Fe(OH)3溶胶的制备及其ξ电势的测定实验中，在溶胶上面加入稀盐酸溶液时必须十分小心地沿着管壁慢慢滴加，为什么？

答：为了得到清晰界面，便于后面电泳距离的测量。

实验八十七 电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度

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1、简述电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度的实验原理？

答：在表面活性剂的临界胶束浓度范围内，由于溶液的结构改变导致其物理及化学性质(如表面张力，电导率，渗透压，浊度，光学性质等)同浓度的关系曲线出现明显的转折，这个现象是测定CMC的实验依据，也是表面活性剂的一个重要特性。测定表面活性剂溶液的CMC有各种方法，表面张力法，电导法，染料法等。电导法测定离子表面活性剂的CMC相当方便，对于离子型表面活性剂溶液，当溶液浓度很稀时，电导率的变化规律也和强电解质一样；但当溶液浓度达到临界胶束浓度时，随着胶束的生成，电导率发生改变，摩尔电导急剧下降。电导法是测定不同浓度的十二烷基硫酸钠水溶液的电导率κ，计算出相应的摩尔电导率Λm，然后作κ-c或Λm-上转折点对应的浓度即为CMC。一般CMC为一浓度范围，且随测量的方法不同而异。

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