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

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