实验二-电泳,琼脂糖凝胶电泳实验

物理化学实验二Fe(OH)3溶胶的制备、纯化与电泳指导教师：单云目的要求1.用电泳法测定Fe(OH)3溶胶的电势。2.掌握电泳法测定电势的原理和技术。基本原理1.胶体分散体系分散体系的分类（按分散相的颗粒大小来分）：r10-7m：粗分散体系，如悬浊液、乳浊液；10-9mr10-7m：胶体分散体系（溶胶）；r10-9m：分子或离子分散体系（真溶液）。2．溶胶的电学性质电泳：在外加电场的作用下，荷电的胶粒与分散介质间会发生相对运动，若分散介质不动，胶粒向阳极或阴极移动，称为电泳。电势大，胶粒间斥力大，溶胶稳定性好，电势小，胶粒间斥力小，溶胶稳定性差，当=0时，溶胶稳定性最差，易聚沉。所以无论制备胶体或破坏胶体，均需了解电势。电动电势：荷电的胶粒与分散介质间的电势差，称为电势。3．电势的求算式中各物理量的意义：为分散介质的粘度(Pa.s)；为介电常数（若分散介质为水时，=80-0.4（T-293.15））;U为加于电泳管两端的电压(V);l是两电极间的距离(cm);u是电泳速度(cm/s))(106.34030062VlUulUu4.胶团的结构水解法制备Fe(OH)3胶体FeCl3+3H2O(沸水)=Fe(OH)3(溶胶)+3HCl部分反应Fe(OH)3(溶胶)+HCl=FeOCl+2H2O再电离FeOCl=FeO++Cl-胶团胶粒胶核）（xClClxnnFeOOHFexm})()({3仪器与试剂直流稳压电源1台电泳仪1个铂电极2个三氯化铁（化学纯）胶棉液（化学纯）电泳仪实验步骤1．水解法制备Fe(OH)3溶胶：在250ml烧杯中加入100ml蒸馏水，加热至沸，慢慢地滴入10%FeCl3溶液5ml，并不断搅拌，加完后继续沸腾5分钟，得到红棕色的Fe(OH)3溶胶。（一）Fe(OH)3溶胶的制备与净化2．半透膜制备：在一个洗净、干燥的锥形瓶（用电吹风）中倒入大约100mL6%的胶棉液，小心的转动锥形瓶，使胶棉液粘附在锥形瓶内形成均匀薄层，倾出多余的胶棉液于回收瓶中。待剩余胶棉液流尽，冷风干5分钟，此时若用手指轻触胶棉不觉粘手（可改用热风再吹5分钟），膜彻底干燥后往其中灌注蒸馏水至满，将膜浸于水约10分钟，倒去瓶内之水，然后用力在瓶口上割开薄膜，用手指轻挑，使膜与瓶口脱离，再慢慢的将水注入夹层中，使膜脱离瓶壁，轻轻取出即可。（一）Fe(OH)3溶胶的制备与净化3．溶胶的净化：将水解法得到的Fe(OH)3溶胶置于火胶棉半透膜袋内，用线拴住袋口，置于1000ml的清洁烧杯内，在烧杯内加蒸馏水大约300ml，保持温度在60～70C进行热渗析，每10分钟换一次水，并取出1ml水检查其中Cl-及Fe3+（用1%AgNO3及1%KCNS），直至不能检出Cl-和Fe3+。共换水12次即可。将净化过的Fe(OH)3溶胶置于100ml清洁干燥的烧杯中供电泳等实验使用。（一）Fe(OH)3溶胶的制备与净化4.电泳辅助液的制备：将纯化好的Fe(OH)3溶胶置于100mL干燥洁净的烧杯中置于25℃恒温水浴中恒温10分钟后测定其电导率。在50mL25℃的蒸馏水中加入少量的25℃的0.001M的KCL溶液，使其的电导率与溶胶相同，此为电泳辅助液。（一）Fe(OH)3溶胶的制备与净化1．电泳管先用蒸馏水洗，再用辅助液洗(活塞需涂好凡士林)。2．用少量Fe(OH)3溶胶洗涤电泳仪2~3次，然后注入Fe(OH)3溶胶直至胶液面高出活塞少许，关闭该两活塞，倒掉多余的溶胶。（二）Fe(OH)3溶胶的电泳3．用蒸馏水把电泳仪活塞以上的部分荡洗干净后在两管内注入辅助液至支管口，并把电泳仪固定在支架上。插上二电极，调电压为150V左右。电泳设备稳定后，待辅助液/溶胶界面稳定时开始记时，记录时间为5，10，15，20min的电泳距离。4．测量两极间的距离L。（二）Fe(OH)3溶胶的电泳数据处理室温：气压：：==U=Vl=cmU/l=V/cm界面移动距离l/(cm)时间t(min)5101520电泳速度u(cm/s)(cm/s)uFe(OH)3胶体界面向负极移动，说明Fe(OH)3胶体荷正电。mVVlUu8.660668.09758.4811037.2001005.014.3106.3106.3366实验注意事项1.胶体制备时，取100ml水，5ml10%FeCl3慢慢滴加并不停搅拌，加完后再沸腾5min即可。2.刚制备的胶体冷却时，反应要逆向进行，故必须渗析。在烧杯内加蒸馏水大约300ml，保持温度在60～70C进行热渗析，每10分钟换一次水，共换12次。3.在制备半透膜袋时，加水的时间要适中，如加水过早，胶膜成乳白色，强度差不能用。如加水过迟，则胶膜变干、脆、不易取出且易破。4.将渗析好的Fe(OH)3溶胶冷至25℃，要求其电导率与辅助液的电导率相同。5.电泳管加入胶体液后不要有气泡，若有气泡要挤压乳胶管使之被赶走。电泳管在加胶体液之前要用蒸馏水洗几次，再用辅助液或胶体液润洗一次，保证电泳管洁净无其它杂质。加入的胶体液稍高于两侧的活塞，关闭活塞，将活塞上方多余的胶体液设法倒掉，再放入辅助液，插入铂电极。6.用电极夹夹住铂电极，调节稳压电源上的相应旋钮，使之显示150V左右。7.实验过程中，随着时间的推移，两电极周围会有许多小气泡产生，导致电路不畅通，带来误差。此时应该再关闭两侧的活塞，并停止秒表，关闭电源，取出两个电极，再加入一些辅助液，放入铂电极，重复以上步骤。若电极的正负极放反了，则胶体的界面不会上升反而下降。8.实验过程中，不要触摸电极，以防事故发生。9.两端电极的距离要测量准确。10.实验结束后，将电泳管内胶体液倒掉，用蒸馏水多洗几次，然后倒放在铁架台上。讨论1.实验过程中电极两端的电压要恒定，胶体溶液中无气泡，否则将影响实验结果的准确性。2.溶胶要充分渗析后可做电泳；同时电泳管要洗干净，不能有杂质或其它电解质存在，否则电泳现象不易观察。3.实验过程中，两电极周围会有许多小气泡产生，导致电路不畅通，带来误差。4.两端电极的距离要测量准确，界面上升的距离和所需的时间也要精确测量，否则将带来误差。5为判断所测量的电动势是否为平衡电势，一般应在15min左右的时间内，等间隔地测量7~8个数据。思考题1.要准确测定胶体的电泳速度必须注意哪些问题?2.本实验所用的稀NaCl溶液的电导为什么必须和所测溶胶的电导尽量接近?