Fe(OH)■ 胶体电泳实验的研究与讨论

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇Fe(OH)■ 胶体电泳实验的研究与讨论范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘 要： fe（oh）■溶胶电泳是高校很重要的一个物理化学实验，但是这个实验时间较长，而且实验过程中有很多因素易导致实验失败。文章对Fe（OH）■溶胶电泳实验的实践研究，分别从如何安排实验步骤及实验细节等诸多方面入手，提出很多可以缩短试验时间、提高实验效率的方法，旨在帮助学生实验时尽快完成，在最短时间里获得更大的实验收获，认识到实验改进的获益，提高学生主动思考的积极性。

关键词： Fe（OH）■溶胶电泳 半透膜袋 渗析纯化

1.引言

Fe（OH）■胶体电泳实验是高校物理化学实验中非常重要的一个实验。Fe（OH）■溶胶制备简单、颜色鲜艳、稳定性好，但是溶胶电泳受到很多因素的影响，如胶体中胶粒的形状、表面电荷数量、溶剂中电解质的种类、例子强度、pH值、温度和所加电压等[1]-[3]。按照实验教材指导，所用溶胶需要经过渗析纯化才能使用，但是渗析纯化用的半透膜袋在使用过程中很易破裂，袋子如果做的太厚会影响渗析效果，并且渗析纯化的时间很长，将影响实验效率，针对这些导致实验效率低，甚至失败的原因，我们在物理化学实验教学过程中仔细研究、耐心探讨，找到可以提高实验效率和实验成功率的方法。

2.巧妙安排实验步骤，节省实验时间

在Fe（OH）■胶体电泳实验中，我们巧妙安排实验步骤，节省实验时间，提高实验效率。主要从两个途径实施：

2.1通过巧妙调节实验讲解时间，提高实验效率。在众多物理化学实验中，Fe（OH）■胶体电泳实验是一个实验步骤相对繁多的物化实验。此实验的主要步骤包括溶胶的制备、溶胶的降温、半透膜袋子的制备、胶体的纯化、溶胶再次降温并测定电导率、辅助液的制备及最后的胶体电泳，大的步骤就有七步之多，非常繁琐。做这样复杂的实验，对实验教师对实验的讲解有很高的要求。即使学生仔细预习了实验，实验老师在讲解的时候也要面面俱到。从溶胶的制备，到半透膜袋子的制备，到溶胶的纯化，再到辅助液的制备，最后才是胶体的电泳，每一个步骤的操作，每一个步骤中的注意事项，每一个步骤中需要特别小心的地方都要讲到，一旦有一个地方没讲到，学生实验就可能出现错误，导致实验从头再来;而一旦实验从头再来，更浪费实时间。按照这种面面俱到的讲法，胶体电泳实验的讲解时间至少需要50分钟，这个50分钟是建立在实验原理没有占用太多时间的基础之上的;如果实验原理要认真讲解的话，大概需要60分钟左右。假设每次实验讲解都占用一个小时的话，等讲解完成，学生再实践实验，制备溶胶需要30分钟，制备渗析袋需要30分钟，渗析纯化需要60分钟，胶体电泳的准备和电泳需要60分钟，如果中间不出现大的问题的话，大概需要3个小时的实践才能完成实验。加上最初的讲解时间，一共需要4个小时。这还是在实验顺利，不出现大的意外的前提之下。4个小时的时间对于物理化学实验而言，实在是一个时间很长的物理化学实验，而且中间有一个小时左右是在漫长等待中度过的，白白浪费了。

如何统筹安排好实验步骤，不至于使大部分时间浪费掉呢？我们可以把实验步骤稍微调换一下。我们在最先的实验讲解中可以先只讲解第一步胶体的制备，第二步半透膜袋子的制备，这两个步骤讲完之后，让学生开始这两步实验操作，等学生做好这两步之后，开始Fe（OH）■溶胶的渗析纯化，也就是开始漫长的一个小时的等待。在这一个小时的等待时间中，学生只要10分钟换一次渗析纯化的水就可以了，这个时间是白白浪费掉的，可是我们可以在这一个小时的时间里讲解剩余的步骤，这样就可以把这些本来浪费掉的时间利用起来。在这一个小时左右的时间中，详细地把剩余实验步骤面面俱到地讲好，不但可以充分利用时间，而且有另一个好处：将实验步骤的讲解分成了两份，这样使繁琐的步骤分成两部分：学生不需要一下子记忆那么多实验步骤，将步骤分成两次讲解，两部分操作，这样可以将负担减半，出错概率会大大降低，实验成功率大大提高。

2.2前轮实验制备溶胶，后轮实验胶体电泳，避免渗析纯化中的大段时间等待。Fe（OH）■溶胶电泳实验中最浪费时间的就是渗析纯化这一步了。虽然实验教材上写的是进行5次渗析纯化，但是物理化学实验中一般安排渗析纯化6次。可是因为学生第一次制备半透膜袋子，袋子做得普遍较厚，厚度大的半透膜袋子会影响渗析纯化的效果，而如果纯化效果不好，就会影响后面的电泳实验效果。6次纯化会占用一个小时的时间。纯化完结后，还要降到室温，以进行胶体电泳，这个降温时间并没有算到纯化的60分钟里面，还需要另外加时。所以在一个小时的纯化时间与将近30分钟的降温时间中，学生是没有事情可以做的，就是纯粹等待。在这段时间内，也没有办法准备后面的实验，因为后面实验的准备工作是建立在胶体纯化结束、降温结束的基础之上进行的。

所以只要把这将近一个半小时的时间节约出来，就能节约实验时间，提高实验效率。而我们的办法是：前轮实验制备溶胶，后轮实验胶体电泳。

如果按照教材中正常的实验步骤操作的话，学生应该是自己制备溶胶，然后纯化，再用自己的溶胶进行实验电泳。这是正常的实验步骤。可是这样操作的话，就必须等待一个半小时左右，实验效率很低。而我们可以将实验步骤进行分解，分开操作。具体是这样实施的：学期第一次实验之前，由实验老师准备好溶胶，这个溶胶是已经进行了渗析纯化，并且已经降温到室温的胶体。第一组做实验的学生前面几步按照正常步骤进行，先制备溶胶，再制备半透膜袋子，然后开始渗析纯化;渗析纯化开始之后，可以不用等待，在渗析纯化的60分钟里，学生可以用教师提前准备好的溶胶进行最后电泳的准备工作，并且进行胶体电泳（包括测量溶胶电导率、制备辅助液、进行胶体电泳）;等电泳结束的时候，渗析纯化也差不多完成了，两项基本同时完成。学生将自己制备好的溶胶收好，让胶体子自然降温。等到进行下一组实验的时候，胶体早已降温到室温，就可以给下一组同学进行胶体电泳使用。就这样依次轮流下去，第二组用第一组制备的溶胶进行电泳，并同时制备胶体给第三组电泳使用;而第三组用第二组制备的溶胶进行电泳，并同时制备胶体给第四组电泳使用，依次类推，直到最后实验课结束。

这种“前轮实验制备溶胶，后轮实验进行胶体电泳”的操作方式的最大好处，就是在保证学生每一个步骤都完成、进行操作过的前提之下，不用等待渗析纯化的一个半小时，学生既没有偷工减料地进行实验，又不用浪费自己的宝贵时间，还获得一个完整的实验结果，两全其美。

3.从实验细节方面注意，提高实验效率，节约实验时间

3.1溶胶的制备方面。在第一步的溶胶制备过程中，用可以加热的磁力搅拌器代替人工的手动搅拌，用滴液漏斗代替人工滴加FeCl■溶液，不需要学生一直盯着，可以腾出人手进行下一步操作――渗析袋的制备，这样就可以两步同时进行，大大节省实验时间。

3.2渗析袋的制备方面。渗析袋的制备是胶体电泳实验中一个比较难的步骤。有很大一部分学生不能第一次就制备出适用于实验的半透膜袋子。做这个实验的学生因为做袋子不顺利，有的甚至做了七八个袋子依然不成功，实验时间都浪费在这个中间环节上。另外，因为是首次进行这种半透膜袋子的制备，有的学生即使勉强制好了袋子，也做得很厚，厚度大的袋子渗析效果不好，而没有好的渗析效果，最后胶体电泳的效果就不好。所以，迅速制备出好的半透膜袋子是胶体电泳实验中非常重要的一个关键性步骤。

半透膜袋子的制备过程中有几个应该注意的地方：（1）仅仅凭借单调的讲解，首次制备的学生一般不能一下子掌握好制备技巧。如果在讲解过程中不能一边讲解一边演示的话，学生会更一头雾水。因此教师讲解这一部分的时候，一定要边讲解、边演示。这样学生才能在最短时间内掌握制备技巧，才能大大提高制备成功率。（2）做半透膜袋子的时候一定要注意锥形瓶的情况，做袋子用的锥形瓶必须是干净、干燥的。这个方面一定要严格要求，不能有一点马虎，如果瓶子里有一点水，或者有一点脏的东西，都会导致实验失败;另外还有一点，如果临时烘干锥形瓶制备半透膜袋子，瓶子必须降到室温才可以用，因为高温的瓶壁会致使火棉胶中的乙醚挥发太快而产生气泡，而气泡在制备过程中如果破了的话，制备好的袋子就是一个破的袋子。（3）在锥形瓶中适量多加火棉胶，加到100～150mL，这样可以一定程度地避免遗漏，避免锥形瓶中有未被铺到火棉胶液膜的地方。但要注意，如果这样操作的话，在制备半透膜袋子的过程中，多余的火棉胶一定要回收。因为用来制备的锥形瓶是干净、干燥的，多余的火棉胶一定可以回收，否则太浪费。（4）在制备半透膜袋子的过程中，要在锥形瓶壁上连续滚动两次，进行两次火棉胶液膜铺展。实践证明，这样可以有效避免遗漏，大大提高一次成功几率。

3.3溶胶降温过程需要等待，这个时间也是白白浪费的，尤其是渗析纯化结束后的那次降温，必须降到室温，降到去离子水的温度。这次降温时，最好选择自然降温，我们可以将溶胶分成多份，分开降温，这样可以加快降温速度。

3.结语

Fe（OH）■胶体电泳实验是一个重要的高校物理化学实验，此实验步骤简单有趣、操作简易，实验现象明显，并且非常考察学生的动手能力，是一个非常值得师生深入研究并且动手操作的高校物理化学实验。但是由于实验本身的特点，致使实验时间特别长，实验过程中有很长时间是在空白等待，实验效率大大降低;另外，半透膜袋子的制作也是一个头疼的问题，制作过程中极易出现问题，导致制备渗析袋的时间变长，甚至导致实验在其他步骤出错从头再来。为了防止这些问题对实验过程的干扰，我们从实验步骤的巧妙安排、实验细节及其他几个方面进行了详细地讨论，以最大限度地提高胶体电泳实验效率和成功率，增强教学效果，从而使学生受益。

参考文献：

[1]刘建华，沈志农，龚文强，肖利，胡洵璞.氢氧化铁溶胶电泳实验的研讨[J].湖南工业大学学报，2010，24（5）：98.

[2]刘勇跃，贾翠英.氢氧化铁溶胶电泳实验的改进研究[J].实验室科学，2008，（5）：85.

[3]陈书鸿，莫春燕.氢氧化铁溶胶电泳实验的改进[J].中国西部科技：2008，07（28）：13.

基金项目：本文系“淮南师范学院校级质量工程项目（2012hsjy13、2013hsjyxm26）”与“安徽省级质量工程项目（2014jyxm312）”的研究成果。