氢氧化铁胶体的电泳教学设计教案

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氢氧化铁胶体的电泳教学设计教案

[原理]一般情况下，胶粒都带有电荷。这是因为胶体微粒的表面积较大，有吸附离子的趋势，其吸附的离子是有选择性的。当吸附阳离子时，胶粒就带正电；吸附阴离子时就带负电。例如，氢氧化铁的胶核吸附的是与其组成相似的FeO+，形成的胶粒带正电荷，而三硫化二锑吸附的是HS-，胶粒带负电荷。在外电场作用下，带正电荷的氢氧化铁胶粒向负极移动，负极附近颜色就会变深；而带负电荷的三硫化二锑胶粒向正极移动，正极附近颜色变深。
[用品]U形管、铜丝（或铁丝）电极、导线、直流电源、滴管、铁架台、氢氧化铁胶体溶液、尿素（或蔗糖）、0.01mol·L-1硝酸钾溶液。
[操作]1．用水解法制备50mL氢氧化铁胶体溶液。在胶体溶液里加入2g尿素，搅拌使其溶解。
2．将含有尿素的氢氧化铁胶体溶液倒入U形管中，使液面高于U形管弯曲部分1~2cm。
3．往胶体液面上加0.01mol·L-1KNO3溶液。为了不搅动胶体液面，使硝酸钾溶液与胶体之间能保持清晰的界面，加入硝酸钾时应在U形管两臂轮流小量地滴入。硝酸钾溶液的液层高约2cm。此步操作应将U形管固定在铁台上进行。
4．把两根绕成螺旋状的铜丝电极插入硝酸钾液层中。电极最下端距胶体液而约1cm。接通30V直流电。10min后观察U形管两臂内胶体液面高度的变化。
[备注]1．实验中使用的U形管一定要干净。
2．硝酸钾溶液的浓度要小，太浓的硝酸钾溶液不容易与胶体溶液保持清晰界面，而且通电时胶体在负极区容易发生聚沉。
图A 氢氧化铁胶体溶液电泳的实验装置

氢氧化铁胶体的电脉之二

[原理]
一般情况下，胶粒都带有电荷。这是因为胶体微粒的表面积较大，有吸附离子的趋势，其吸附的离子是有选择性的。当吸附阳离子时，胶粒就带正电；吸附阴离子时就带负电。例如，氢氧化铁的胶核吸附的是与其组成相似的FeO+，形成的胶粒带正电荷，而三硫化二锑吸附的是HS-，胶粒带负电荷。在外电场作用下，带正电荷的氢氧化铁胶粒向负极移动，负极附近颜色就会变深；而带负电荷的三硫化二锑胶粒向正极移动，正极附近颜色变深。
[用品]在100mL的氢氧化铁溶胶中加入30g尿素，使它溶解、U形管、直流电源、0.1%硝酸钾溶液。
[操作]
1．在洁净的U形管里加入氢氧化铁溶胶，直到液面离管口约3cm处。
2．沿着U形管两口的管壁，小心地交替滴入0.1%的硝酸钾溶液，使它在溶胶上面形成1.5cm高的无色液柱。硝酸钾溶液和溶胶之间必须保持清晰的界面。
3．在硝酸钾溶液里小心地插入电极，插入的深度调整到离溶胶界面的0.7cm处，见图。
4．接通18~24V的直流电源。3~4min后，阳极一端的溶胶颜色变浅，界面向下移动，阴极一端颜色加深。
[备注]
1．在溶胶中加入尿素是为了提高它的密度，使溶胶跟硝酸钾溶液更好地分层。
2．电极要用不溶性材料，一般用石墨作电极。
3．可加入苯或其它比水轻的有机溶剂可以使溶胶和硝酸钾溶液之间有一个清晰的界面。加入尿素的目的，是为了增大胶体溶液的比重，防止硝酸钾溶液混入胶体溶液内，从而使胶体溶液与硝酸钾溶液的分层更清晰。实际上，如果溶解了一定量尿素后，硝酸钾溶液只要用滴管慢慢沿滴壁滴人，也可以达到分层的目的。
4．用渗析后的氢氧化铁胶体进行电泳实验，因为除去了Cl-离子（还有H+离子），使胶粒带的电荷较多，从而加快电泳速率。
5．电极下端不能插入胶体溶液中，否则由于胶粒放电或电解水放出的气体对胶体溶液有搅拌作用。
6．如果发现电极上气泡放出较多或溶液发热，可改用稀些的硝酸钾溶液，如果使用电压较低，最好用较小的U形管，并使两极间的距离尽量缩短，以加快电泳速率。
7．电极可用铜丝、镍铬丝或碳棒。如果把铜丝烧成蚊香形电极，与液面平行地插入硝酸钾溶液中，电泳效果更好。
8．可以使用琼脂塞。把1g琼脂塞加到30mL蒸馏水中，加热煮沸，全溶后，放些硝酸钾、凝结后做成圆柱体，放在U形管两管口内，电极在其上面，进行实验，有些地区用豆腐代替，效果也可以。
9．在一干燥、清洁的玻璃板上，铺上一层滤纸块，将制好的氢氧化铁胶体用滴管滴在滤纸上。如图B。
另将两条滤纸与原浸有胶体的滤纸间隔，公分平行铺在玻璃板上，用硝酸钾溶液将这两条滤纸及与原胶体滤纸的间隔均润湿，将两滤纸与4节1号电池正负极联接，片刻即可观察到阴极一端滤纸条上有红褐色出现。
图B

氢氧化铁胶体的电泳之三（投影实验）

[原理]同之一
[用品]培养皿、投影仪、0.1%硝酸钾溶液、氢氧化铁胶体、碳电极、饱和硝酸钾溶液。
[操作]
1．装置如图(A)所示。用培养皿或方形有机玻璃槽作槽体，放在投影仪上。槽里加入0.1%的硝酸钾溶液，然后用滴管伸到硝酸钾溶液的下面，缓慢地加入硝酸钾饱和溶液，使稀、浓溶液之间形成一个界面。
2．在硝酸钾稀溶液里轻轻滴入几滴氢氧化铁溶胶，使它在稀、浓溶液的界面处形成一个圆形。
3．接通20~30V的直流电源，胶粒发生定向移动。
[备注]以凝结的琼脂代替硝酸钾溶液，用扁平的石墨作电极，用图(B)所示装置同样可以做这一实验。两极中间滴入一条氢氧化铁溶胶，通电后发生同样的现象。