章守權(quán)，葛秀濤，丁 婕，賈小麗

關(guān)于Fe（OH）3膠體制備實驗中一個問題的探討

章守權(quán)，葛秀濤，丁 婕，賈小麗

本文主要討論在膠體制備實驗中關(guān)于電場強度的計算問題。建議用公式E＝j(luò)／κ代替公式E＝U／L計算電場強度，避免了兩電極之間的曲線距離的測量，可以減小誤差的產(chǎn)生。

物理化學(xué)實驗；膠體Fe（OH）3；電場強度

“Fe（OH）3溶膠制備及其ξ電勢的測量”是物理化學(xué)實驗中最基本的實驗之一［1－4］。采用凝聚法即通過化學(xué)反應(yīng)使生成物呈過飽和狀態(tài)，接著生成物Fe（OH）3粒子結(jié)合成溶膠。由于Fe（OH）3膠體對溶液中的離子的具有選擇性吸附，使Fe（OH）3膠粒表面帶電，因此若外加電場，膠粒會產(chǎn)生定向移動，這種現(xiàn)象在物理化學(xué)上稱為電泳現(xiàn)象。其中帶電的膠粒與分散介質(zhì)間的電勢差稱為電動電勢，一般用符號ξ。

電動電勢ξ的大小與膠粒的性質(zhì)、介質(zhì)成分及膠體的濃度有關(guān)。一定條件下，ξ可根據(jù)亥姆霍茲方程式計算：

其中，K為與膠粒形狀有關(guān)的常數(shù)，η為介質(zhì)（溶劑）的黏度，μ為電泳速度，εr為介質(zhì)的相對介電常數(shù)，ε0為真空介電常數(shù)，E＝U／L為電場強度。本論文主要討論的問題利用公式E＝U／L計算電場強度時，其中L的為兩鉑電極間通過溶液內(nèi)部的彎曲間的距離，因此在具體測量過程中，測量U形管彎曲部分的距離時會出現(xiàn)誤差，影響實驗數(shù)據(jù)的準確性，因此利用公式E＝j(luò)／κ代替上述計算電場強度的公式不需要測量距離L，其中的電流密度和電導(dǎo)率都可以通過公式計算出來。

1 實驗

本實驗測得的實驗數(shù)據(jù)如下：外加電壓U＝50V，電流密度I＝6.6mA，電導(dǎo)率κ＝2.92ms／cm，U形管直徑d＝1.3cm，兩鉑電極間曲線距離為L＝31cm。

利用兩鉑電極間曲線距離（即通過溶液內(nèi)部）進行計算：

在大學(xué)物理中關(guān)于溶液中電場強度的計算公式，即電場強度等于電流密度與溶液中電導(dǎo)率的比值［5］。

相對誤差：

從上可以看出利用兩鉑電極間曲線距離（即通過溶液內(nèi)部）進行計算的電場強度與從物理學(xué)角度計算得到的數(shù)據(jù)較接近，因此不需要測量U形管彎曲部分的距離，可以直接利用公式計算電場強度，減小了實驗誤差。

2 結(jié)論

通過上述公式計算得出利用溶液中電場強度的計算公式E＝j(luò)／κ代替E＝U／L進行電場強度的計算，由于不需要測量距離L，減小實驗誤差。

［1］莊繼華.物理化學(xué)實驗［M］.北京：高等教育出版社，2006.

［2］東北師范大學(xué).物理化學(xué)實驗［M］.北京：高等教育出版社，2012.

［3］金麗萍.物理化學(xué)實驗［M］.上海：華東理工大學(xué)，2005.

［4］葛秀濤，馮 劍.化學(xué)科學(xué)實驗基礎(chǔ)［M］.合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2012.

［5］葉偉國.大學(xué)物理［M］.北京：清華大學(xué)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(luò)／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

章守權(quán)，滁州學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院講師，博士，研究方向：高性能鋰電池；葛秀濤，丁 婕，滁州學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院；賈小麗，滁州學(xué)院生物與食品工程學(xué)院（安徽 滁州239000）。

滁州學(xué)院校級教研項目（2011jyy013）；安徽省高校優(yōu)秀青年基金（2012SQRL157）；安徽省教育廳自然科學(xué)基金項目（KJ2011Z281）

2013-10-25

責任編輯：劉海濤