溶胶的制备纯化及稳定性研究

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1、物理化学综合性实验报告溶胶的制备、纯化及稳定性研究姓名：专业：化学教育室温：23.5°C合作者:指导老师：李国良学号：班级：大气压：1013.5HPa实验日期：2013年5月2日实验分数：一、刖B1、实验背景胶体现象无论在工农业生产屮还是在FI常生活屮都是常见的问题，氢氧化铁溶胶的制备在工业上十分重要。为了了解胶体现象进而掌握其变化规律，进行胶体的制备及性质研究实验很有必要。氢氧化铁胶体因其制备简单、带有颜色和稳定性较好等特点被广泛应用于大学物理化学实验中，也是高中化学实验中一个重要的实验。用凝聚法制备盘氧化铁溶胶是以FcCh为

2、原料，比较简单，适合实验中操作，而结果表明这种方法效果较好。本实验首先根据化学反应法制备Fe(OH)3溶胶的制备、纯化、电泳实验和测定不同电解质对Fe(OH)3溶胶的聚沉值等四个方面对Fe(OH)3溶胶的性质进行深入的研究。2、实验要求⑴了解制备胶体的不同方法，学会制备Fe(()H)3溶胶。(2)实验观察胶体的电泳现象，学握电泳法测定胶体电动电势的技术。(3)探讨不同外加电压、电泳时间、溶胶浓度、辅助液的pH值等因素对Fe(OH)3溶胶电动电势测定的影响。⑷探讨不同电解质对所制备Fe(OH)3溶胶的聚沉值.掌握通过聚沉值判断溶胶

3、荷电性质的方法。二、实验部分1、基本原理胶体现象无论在工农业生产中还是在tl常生活中，都是常见的问题。为了了解胶体现象,进而掌握其变化规律，进行胶体的制备及性质研究实验很有必要。(1)溶胶的制备溶胶的制备方法对分为分散法和凝聚法。分散法是用适当方法把较大的物质颗粒变为胶体大小的质点，如机械法，电弧法，超声波法，胶溶法等；凝聚法是先制成难溶物的分子(或离子)的过饱和溶液，再使之相互结合成胶体粒子而得到溶胶，如物质蒸汽凝结法、变换分散介质法、化学反应法等。Fc(OH)3溶胶的制备就是采用化学反应法使生成物呈过饱和状态,然后粒子再结合

4、成溶胶。(2)溶胶的电动电势研究在胶体分散系统中，由于胶体本身电离，或胶体从分散介质中有选择地吸附一定量的离子，使胶粒帶有一定量的电荷。显然，在胶粒四周的分散介质中，存在电量相同而符号相反的对应离子。荷电的胶粒与分散介质间的电位差，称为勺电位。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。胶粒向正极或负极（视胶粒荷负电或正电而定）移动的现象，称为电泳。同一胶粒在同一电场中的移动速度由g电位的大小而定，所以g电位也称为电动电位。测定§电位，对研究胶体系统的稳定性具有很大意义。溶胶的聚集稳定性与胶体的©电位大小有关，对一

5、般溶胶，§电位愈小，溶胶的聚集稳定性愈差，当g电位等于零时，溶胶的聚集稳定性最差。所以，无论制备胶体或破坏胶体，都需要了解所研究胶体的g电位。原则上,任何一种胶体的电动现象（电泳、电渗、液流电位、沉降电位）都可以用來测定g电位，但用电泳法来测定更方便。电泳法测定胶体g电位可分为两类，即宏观法和微观法。宏观法原理是观察与另一不含胶粒的辅助液体的界而在电场屮的移动速度。微观法则是直接测定单个胶粒在电场屮的移动速度。对于高分散度的溶胶，如Fe（OH）3胶体，不易观察个别粒子的运动，只能用宏观法。对于颜色太浅或浓度过稀的溶胶，则适宜用微

6、观法。本实验采用宏观法。宏观法测定Fc（OH）3的§电位时，在U形管屮先放入棕红色的Fc（OHb溶胶，然后小心地在溶胶而上注入无色的辅助溶液，使溶胶和溶液Z间有明显的界面，在U形管的两端各放一根电极，通电一定时间后，可观察到溶胶与溶液的界面在一端上升，另一端下降。胶体的g电位可依如下电泳公式计算得到：r_K7T1]S/t'£eTZ式中*K为与胶粒形状有关的常数（球形为5.4xl0i°Ws?kg"nr】,棒形粒子为3.6xiom2s2kg-im'1）,77为分散介质的粘度（Pa-s）,£为分散介质的相对介电常数.E为加于电泳测定

7、管二端的电压（V）,L为两电极之间的距离（ni）,S为电泳管中胶体溶液界面在V吋间（s）内移动的距离（m）,S/t表示电泳速度（m.s“）。式屮S、t、E、L均可由试验测得。影响溶胶电泳的因素除带电离子的大小、形状、离子表面的电荷数冃、溶剂中电解质的种类、离子强度、温度外，还与外加电压、电泳时间、溶胶浓度、辅助液的pH值等有关。根据胶体体系的动力性质，强烈的布朗运动使得溶胶分散相质点不易沉降，具有一定的动力稳定性。另一方面，由于溶胶分散相有大的相界面，具有强烈的聚结趋势，因而这种体系又是热力学的不稳定体系。此外，由于溶胶质点表面

8、常帶有电荷，带有相同符号电荷的质点不易聚结，从而又提高了体系的稳定性。(5)溶胶聚沉值的测定带电质点对电解质十分敏感，在电解质作用下溶胶质点因聚结而下沉的现象称为聚沉。在指定条件下使某溶胶聚沉时，电解质的最低浓度称为聚沉值，聚沉值常用mmolL4表示。影响聚沉的