关于Fe(OH)3胶体制备实验中一个问题的探讨

2014-09-19 03:49章守权葛秀涛贾小丽
滁州学院学报 2014年2期
关键词:胶粒滁州物理化学

章守权,葛秀涛,丁 婕,贾小丽

关于Fe(OH)3胶体制备实验中一个问题的探讨

章守权,葛秀涛,丁 婕,贾小丽

本文主要讨论在胶体制备实验中关于电场强度的计算问题。建议用公式E=j/κ代替公式E=U/L计算电场强度,避免了两电极之间的曲线距离的测量,可以减小误差的产生。

物理化学实验;胶体Fe(OH)3;电场强度

“Fe(OH)3溶胶制备及其ξ电势的测量”是物理化学实验中最基本的实验之一[1-4]。采用凝聚法即通过化学反应使生成物呈过饱和状态,接着生成物Fe(OH)3粒子结合成溶胶。由于Fe(OH)3胶体对溶液中的离子的具有选择性吸附,使Fe(OH)3胶粒表面带电,因此若外加电场,胶粒会产生定向移动,这种现象在物理化学上称为电泳现象。其中带电的胶粒与分散介质间的电势差称为电动电势,一般用符号ξ。

电动电势ξ的大小与胶粒的性质、介质成分及胶体的浓度有关。一定条件下,ξ可根据亥姆霍兹方程式计算:

其中,K为与胶粒形状有关的常数,η为介质(溶剂)的黏度,μ为电泳速度,εr为介质的相对介电常数,ε0为真空介电常数,E=U/L为电场强度。本论文主要讨论的问题利用公式E=U/L计算电场强度时,其中L的为两铂电极间通过溶液内部的弯曲间的距离,因此在具体测量过程中,测量U形管弯曲部分的距离时会出现误差,影响实验数据的准确性,因此利用公式E=j/κ代替上述计算电场强度的公式不需要测量距离L,其中的电流密度和电导率都可以通过公式计算出来。

1 实验

本实验测得的实验数据如下:外加电压U=50V,电流密度I=6.6mA,电导率κ=2.92ms/cm,U形管直径d=1.3cm,两铂电极间曲线距离为L=31cm。

利用两铂电极间曲线距离(即通过溶液内部)进行计算:

在大学物理中关于溶液中电场强度的计算公式,即电场强度等于电流密度与溶液中电导率的比值[5]。

相对误差:

从上可以看出利用两铂电极间曲线距离(即通过溶液内部)进行计算的电场强度与从物理学角度计算得到的数据较接近,因此不需要测量U形管弯曲部分的距离,可以直接利用公式计算电场强度,减小了实验误差。

2 结论

通过上述公式计算得出利用溶液中电场强度的计算公式E=j/κ代替E=U/L进行电场强度的计算,由于不需要测量距离L,减小实验误差。

[1]庄继华.物理化学实验[M].北京:高等教育出版社,2006.

[2]东北师范大学.物理化学实验[M].北京:高等教育出版社,2012.

[3]金丽萍.物理化学实验[M].上海:华东理工大学,2005.

[4]葛秀涛,冯 剑.化学科学实验基础[M].合肥:中国科学技术大学出版社,2012.

[5]叶伟国.大学物理[M].北京:清华大学出版社,2012.

Study on the Problem in the Experiment ofFe(OH)3Sol Preparation

Zhang Shouquan,Ge Xiutao,Ding Jie,Jia Xiaoli

This paper was a study on how to calculate the electric field intensity in the experimental of Sol preparation.It is advised to utilize the formulaE=j/κin place ofE=U/Lto calculate the electric field intensity,which could avoid measuring the curve distance between two electrodes,and reduce the deviation.

Physical chemistry experiments;SolFe(OH)3;electric field intensity

G633

A

1673-1794(2014)02-0094-02

章守权,滁州学院材料与化学工程学院讲师,博士,研究方向:高性能锂电池;葛秀涛,丁 婕,滁州学院材料与化学工程学院;贾小丽,滁州学院生物与食品工程学院(安徽 滁州239000)。

滁州学院校级教研项目(2011jyy013);安徽省高校优秀青年基金(2012SQRL157);安徽省教育厅自然科学基金项目(KJ2011Z281)

2013-10-25

责任编辑:刘海涛

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