Швидкість електрофоретичного перенесення визначають за рівнянням:

, (10.2)

де s – шлях, пройдений межею поділу золь гідроксиду заліза – бокова рідина, м; Н – градієнт потенціалу в приладі Бертона (див. рисунок), В/м;  – час проведення експерименту, с.

Градієнт потенціалу дорівнює:

, (10.3)

де Е – різниця потенціалів, подана на електроди, В; l – відстань між електродами, см.

Знак заряду колоїдної частинки визначається за напрямком зміщення межі поділу золь гідроксиду заліза – бокова рідина. Якщо межа поділу зміщується до негативного електрода, то колоїдна частинка має позитивний заряд і навпаки.

Величину ζ–потенціалу виражають у В або мВ. Значення його для колоїдних розчинів лежить в межах від 1,5 до 75 мВ.

Завдання на виконання роботи

1. Визначити швидкість переміщення межі поділу золь гідроксиду заліза – бокова рідина.

2. Розрахувати електрокінетичний потенціал (-потенціал).

3. Визначити заряд колоїдної частинки міцели золю гідроксиду заліза.

Прилади, лабораторний посуд, реактиви

Прилад Бертона, джерело постійного струму, вольтметр, секундомір, U-подібна лінійка, діалізований золь гідроксиду заліза, бокова рідина.

Порядок виконання роботи

1. Заповнити прилад Бертона (див. рисунок 10.1):

   1. в U-подібну трубку (4) залити бокову рідину приблизно на половину об’єму приладу;

   2. відкривши кран (3), прилад нахилити таким чином, щоб бокова рідина повністю заповнила вузьку трубку (1), і закрити кран;

   3. прилад Бертона закріпити у штативі, фільтрувальним папером забрати залишки бокової рідини, що залишилася у вузькій трубці до крана, залити у лійку (2) діалізований золь гідроксиду заліза, ледь відкрити кран (3), щоб приладу заповнювався повільно і зберігалася межа поділу золь гідроксиду заліза – бокова рідина. Коли межа поділу золь гідроксиду заліза – бокова рідина досягне положення А–А, закрити кран.

2. Вставити електроди в U-подібну трубку і U-подібною лінійкою виміряти відстань між електродами.

3. Електроди приєднати до джерела постійного струму і зафіксувати час початку досліду (включити секундомір).

4. Вольтметром виміряти різницю потенціалів, подану на електроди.

5. Коли межа поділу золь гідроксиду заліза – бокова рідина переміститься на 0,01 – 0,015м, дослід припиняють, зафіксувавши час його проведення (виключити секундомір).

6. Розрахувати -потенціал за рівнянням Гельмгольца – Смолуховського (10.1).

7. За напрямком зміщення межі поділу золь гідроксиду заліза – бокова рідина визначити заряд колоїдної частинки міцели золю гідроксиду заліза.

Опрацювання результатів

Електрокінетичний, або ζ-потенціал розраховують за рівнянням (10.1), використовуючи рівняння (10.2) і (10.3) для визначення електрофоретичної рухливості.

У загальну похибку проведення експерименту входить:

.

Відстань між електродами вимірюється з точністю до 0,510^-3м. Припустимо, що відстань між електродами дорівнює 0,2м. Тоді

.

Шлях, пройдений межею поділу золь гідроксиду заліза – бокова рідина (приймемо таким, що дорівнює 0,015 м) виміряний з точністю 0,510^-3 м. Похибка

.

Час проведення експерименту вимірюється за допомогою секундоміра з точністю до 1 с і дорівнює 360 с. Тоді

.

Похибка вимірювання напруги за допомогою вольтметра становить 2 % (за класом точності вольтметра).

Отже, загальна похибка у визначенні -потенціалу дорівнюватиме 6,13 %.