电渗的实验报告

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1、电渗的实验报告电渗的实验报告 篇一：电渗的实验报告 班级：16110901 姓名：刘莉丹 学号 XX2289 姓名：彭磊 学号 XX2307 一、 实验目的 二、 实验原理 预定义的多物理场应用模式， 能够解决许多常见的物 理问题。同时，用户也可以自主选择需要的物理场并定义 他们之间的相互关系。当然，用户也可以输入自己的偏微 分方程（pdes） ，并指定它与其它方程或物理之间的关系。 三、实验器材 四、实验步骤和现象 1、 选择 2d 的空间维度，设置如下条件的耦合场： （1） 不可压缩（mmglf） （2） 传导介质 dc（emdc） （3） 电动流（chekf） 2、 画一个矩形 相关数据

2、：高 5e-5，宽 8e-4，中心：x=0，y=0。 复制，旋转九十度，联集撤销内部边界，划分网格。 3、 在电动流耦合场模式下选择求解域模式： 相关数据：d 各向同性的：1e-11；r：0；um：2e- 15；z：1；u：u；v：v；v：0。 选择边界模式： 相关数据：样液入口和缓冲液入口分别设置为浓度 1 和浓度 0，各出口设置为对流通量。 在不可压缩耦合场模 式下选择边界模式： 相关数据：样液和缓冲液入口设置为：进口，速度 u0 为 1e-4；各出口设置为压力，粘滞应力 p0 为 0。 4、 设置求解器参数，将不可压缩和电动流设置为稳 态。 （对不可压缩求解，初始值设为初 始值表达式和从

3、初 始值使用设定。求解。 ）选择后处理绘图参数表面 速度场观察图像。 （下图）5、 对电动流求解（初始值 设定为初始值表达式和当前解。求解。 ）选择后处理绘 图参 数表面浓度场，观察图像。6、 在电动流耦 合场下选择求解域模式： 相关数据：u：0；v：0；v：v。 选择边界模式： 相关数据：所有入口和出口选择通量，设置为：- nmflux_c_chekf。 在传导介质 dc 耦合场下选择边界模式： 相关数据：样液入口选择点位能 10v；缓冲液入口和各 出口选择接地；其他边选择电绝缘。 7、 设置求解器参数选择瞬态，时间设置为： 0:0.01:1。对传导介质求解（初始值设置为初始 值表达式和当前

4、解。求解。 ）后处理绘图参数 表面电位能，得到图像。 8、 对电动流求解（初始值设定为当前解和当前解 （不同时间的解：全部） ，求解。 ）再将瞬 态时间设为： 0:0.05:5，重复求解。在浓度场下观察上样图像。9、 在 传导介质 dc 耦合场下选择边界模式： 相关数据：样液入口接地，缓冲液入口电位能设置为 30v。设置求解器参数，把瞬态时间设置为：0:0.5:50。对 传导介质求解（初始值设定为初始值表达式和当前解（全 部） 。求解） 10、对电动流求解，初始值都设为当前解（全部） 。求 解，在浓度场下观察样品分离图像。 篇二：电泳 实验报 告 实验十二 电泳 一、目的要求 1）掌握电泳法测

5、 电势的原理和技术； 2）从实验现象中加深对胶体的电学性质的理解，即在 外电场作用下，胶粒和介质分别向带相反电荷的电极移动， 就产生了电泳和电渗的电动现象（因电而动） 。 二、基本原理 1电泳 由于胶粒带电，而溶胶是电中性的，则介质带与胶粒 相反的电荷。在外电场作用下，胶粒和介质分别向带相反 电荷的电极移动，就产生了电泳和电渗的电动现象。影响 电泳的因素有：带电粒子的大小、形状；粒子表面电荷的 数目；介质中电解质的种类、离子强度，ph 值和粘度；电 泳的温度和外加电压等。从电泳现象可以获得胶粒或大分 子的结构、大小和形状等有关信息。 2三种电势 ，固体表面相对溶液的电势，?0=f（固体表面电荷

6、密? 0：热力学电势（或平衡电势） 度，电势决定离子浓度） 。 ?：斯特恩电势。 离子是有一定大小的，而且离子与质点表面除了静电 作用外，还有范德华吸引力。所以在靠近表面 1-2 个分子 厚的区域内，反离子由于受到强烈的吸引，会牢固的结合 在表面，形成一个紧密的吸附层，称为固定吸附层或斯特 恩层；在斯特恩层中，除反离子外，还有一些溶剂分子同 时被吸附。反离子的电性中心所形成的假想面，称为斯特 恩面。在斯特恩面内，电势呈直线下降，由表面的?0 直线 下降到斯特恩面?。?称为斯特恩电势。 ?：电动电势。 当固、液两相发生相对移动时，紧密层中吸附在固体 表面的反离子和溶剂分子与质点作为一个整体一起运

7、动， 其滑动面在斯特恩面稍靠外一些。滑动面与溶液本体之间 的电势差，称为 ?电势。?电势与?电势在数值上相差甚小， 但却具有不同的含义。应当指出，只有在固、液两相发生 相对移动时，才能呈现出?电势。 ?电势的大小，反映了胶粒带电的程度。?电势越高， 表明胶粒带电越多，其滑动面与溶液本体之间的电势差越 大，扩散层也越厚。当溶液中电解质浓度增加时，介质中 反离子的浓度加大，将压缩扩散层使其变薄，把更多的反 离子挤进滑动面以内，使?电势在数值上变小当电解质浓度 足够大时，可使?电势为零。此时相应的状态，称为等电态。 处于等电态的胶体质点不带电，因此不会发生电动现象， 电泳、电渗速度也必然为零，这时的

8、溶胶非常容易聚沉。 3电泳公式 当带电胶粒在外电场作用下迁移时，胶粒受到的静电 力 f1 为： f1?qe (1) 其中 q 为胶粒的电荷，e 为电场强度(或称为电位梯度) 本次实验研究的 fe(oh)3 为棒形胶粒。棒形胶粒在介 质中运动受到的阻力 f2 按 stokes 定律为： f2?4?r?(2) 其中 r 为胶粒的半径，?为电泳速度，?为介质的粘度， 当胶粒运动速度即电泳速度达到稳定时，f1 =f2，结合(1)、 (2)式得到： ?qe (3) 4?r 根据静电学原理可知 ?q(4) ?r 其中 r 为胶粒的半径，?为介质的界电常数， 所以有 ?e (5) 4? 4?(6) ?e ?

9、 由该式可知，若已知?、?，可通过测定?和 e 算出?电 势。该式只适合于 cgs 单位制，且得出?电势的单位为 静电伏特。若各物理量都采用 si 单位，r 的单位为 m；?的 单位为 ms-1 ；?的单位为 pas；e 的单位为 vm-1 此 时公式为： ? 三、仪器与试剂 4?9?109 伏特 (7) ?e 界面移动电泳仪；213 型铂电极两个；高压数显稳压电 源；滴管 2 根；烧杯（250ml） ； -1 玻璃棒一根；fec13 溶 液（10%） ；kcl 溶液（0.02 moll） ；四、实验步骤 1仪器装置图如下。 图 1. 实验装置图 2溶胶的制备： 在不断搅拌的条件下、将 fec

10、13 稀溶液滴入沸腾的水 中水解，即可生成棕红色、透明 fe(oh)3 溶胶： fecl3+3h2o fe(oh)3+3hcl 部分氢氧化铁跟盐酸作用 fe(oh)3+hcl=feocl+2h2o feocl=feo+cl 氢氧化铁吸附溶液中带正电荷的离子（feo+） ，胶团结 构为： fe (oh)3 m ? y fe o+ , ( y-z ) cl- z+ ? z cl- 分子团选择吸附离子紧密层 扩散层 胶粒带正电荷，因此在电场作用下向阴极移动，出现 电泳现象。 3测定电泳速度和电位梯度 打开活塞，在电泳仪中装上待测 fe(oh)3 溶胶至一定 高度（便于观察界面的移动） 。用滴管将 k

11、cl 溶液从电泳仪 两臂的玻璃管壁等量缓慢加入，出现清晰界面才可以，否 则重新灌装，继续加入 kcl 溶液至接近支管，注意不能扰 动界面，保持界面清晰并使两臂界面等高。轻轻地将 pt 电 极垂直插入 kcl 溶液，记下两边界面的高度位置。接通电 源，调节电压至 180v 左右，开始记时，观察液面的变化。 根据通电时间和界面下降的刻度计算电泳速度。 注意事项：a: 氢氧化铁胶体的电泳速度跟氢氧化铁胶 粒的带电量有关，胶粒带电量越大，电泳速度越大。渗析 可以减少胶粒中的氯离子，增大胶粒的带电量。 b: 实验时，一旦通电，手就不能再触及电极，拆卸装 置时也一定要先切断电源。 c: 要使氯化钾溶液浮在

12、胶体的液面上，并跟胶体之间 保持清晰的界面，实验时应注意使胶体的密度比使氯化钾 溶液的密度大。这样，使氯化钾溶液加入后不会下沉而跟 胶体混在一起。为此，氯化钾溶液的浓度不能太大。 五、数据记录与处理 从直流电源读得电压 u= v，用直尺测得两电极间的距 离 l = m，计算 e=u/l= -1-1v m；记录界面下降高度 m，通电时间 s，计算?=ms 将 e、?数据代入? 据代入求出?。 m-1 ?（20，水）=80.37 f4?，?为介质的界电 常数，?为介质的粘度，初略地以水的数?e ?（20，水） =0.001pas 篇三：实验 35 电渗 实验 35 电渗 一、目的 用电渗法测定 s

13、io2 对水的?电势 观察电渗现象，了解电渗法实验技术概要。 二、基本原理 电渗是胶体常见的电动现象的一种。早在 1809 年,就 观察到在电场作用下，水能通过多孔沙土或粘土隔膜的现 象(图.97)。这种现象是胶体常见的电动现象的一种。多 孔固体在与液体接触的界面处因吸附离子或本身电离而带 电荷，分散介质则带相反的电 荷。在外电场的作用下,介 质将通过多孔固体隔膜贯穿隔膜的许多毛细管而定向移动, 这 就是电渗现象。电渗与电泳是互补效应。由于液体对多 孔固体的相对运动，不发生在固 体表面上，而发生在多孔 固体表面的吸附层上。这种固体表面吸附层和与之相运动 的液 体介质间的电势差，叫做电动电势或?

14、电势。因此， 通过电渗可以测求电?势,从而进一 步了解多孔周体表面吸 附层的性质。 电渗的实验方法原则上是要设法使所要研究 的分散相质点固 定在静电场中（通以直 流电） ，让能导电的分散介质 向某一方向流经刻度毛细管，从而测量出其流量（3） 、 在测量出（或查出)相同温度下分散介质的特性常数和通过 的电流后，即可算出?电势。设电渗发生在一个半径为 r 的 毛细管中，又设固体与液体接触界面处的吸附层厚度为?(? 比 r 小许多,因此，双电层内液体的流动可不予考虑)，若 表面电荷密度为?加于长为 l 的毛细管两端的电势差为 u 电 势梯度 u，则界面单位面积上所受的电力为 l uf? l 为 当液

15、体在毛细中流动时，界面单位面积上所受的阻力 为 f?dvv? dx? 式中?-电渗速度 ?-液体的黏度 当液体匀速流动时 f?f，即 ?uv? l? ?u? （ ii .199） l? 假设界面处的电荷分布情况类似于一个处在介电常数 为?的 液体中平板电容器上的电荷分布，其电容为 c?q ?s? 4? 式中 q-电荷量 s-面积 由此可得 ?q? （ ii .200） s4? 将式（ ii .199）代入式（ ii .200）中，得 ?u? （ ii .201） 4?l 若毛细管的截面积为 a，单位时间内流过毛细管的液体 量为 v，则 v?a?a?u（ ii .202） 4?l l1lil?i

16、?（ ii .202） akaka 而 u?ir?i? 式中 i-通过二电极间的电流 r-二电极间的电阻 k-液体介质的电导率。 将式（ ii .203）代入式（ ii .202） ，得?4?kvk i? 用式（ii.204）计算?电势，可用实验方(转载自： www.xiaocaOfaNW 小草 范 文 网:电渗的实验报告) 法测 v、k 和 i 值，而?、?值可从手册中查得。式 中所有 电学量必须用绝对静电单位表示。采用我国法定计量单位 时，若 k 单位为 -1cm-1，i 为 a,液体流量 v 为 cm3?s- 1，?为 pa?s，?为 v 时，则式（ii.204）应为 ?300240?kvk?v?3.6?106（ii.205） i?i? 在上述推导过程中，忽略了毛细管壁的表面电导。事 实上，毛细管壁的表面电导不能忽略，所以应将 k 换成 (k?kss)，其中 s 为毛细管壁