溶胶的制备纯化稳定性研究及溶胶聚沉值的测定

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1、溶胶的制备、纯化、稳定性研究及溶胶聚沉值的测定一.前吞(一)实验背景电泳法测定氢氧化铁溶胶◎电势是大多数高校化学专业开设的基础物理化学实验之一，要保证实验在有限的吋I'可内快速、准确地取得良好的实验结果，三个实验步骤都必须科学、合理设置。一是氢氧化铁溶胶的制备；二是溶胶的纯化；三是辅助液的选择。每一步都会影响实验结果和实验速度，偏颇不可。本文从水解法制备Fe(0H)3溶胶、Fe(OH)3溶胶的纯化、电泳实验、测定不同电解质对Fe(OH)3溶胶的聚沉值等四个方而对Fe(OH)?溶胶的性质进行深入的探究。(二)实验要求1、了解制备胶体的

2、不同方法，学会制备Fe(OH)3溶胶。2、实验观察胶体的电泳现象，掌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。4、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荷电性质的方法。二、实验部分(一)实验原理胶体现象无论在工农业生产中还是在口常生活中，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可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

3、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。Fe(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，然后粒子再结合成溶胶。2、溶胶的纯化制成的Fe(OH)3溶胶溶液中常有其它杂质存在，而影响其稳定性，而且制得的Fe(0H)3水溶胶冷却时，反应要逆向进行，因此必须纯化。常用的纯化方法是半透膜渗析法。渗析时以半透膜隔开胶体溶液和纯溶剂，胶体溶液中的杂质，如电解质及小分子能透过半透膜

4、，进入溶剂中,而大部分胶粒却不透过.如果不断换溶剂,则可把胶体屮的朵质除去.要提高渗析速度，可用热渗析或电渗析的方法。3、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，使胶粒带有一定量的电荷。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g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

5、为电动电位。测定g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g电位大小有关，对一般溶胶，g电位愈小，溶胶的聚集稳定性愈差，当g电位等于零吋，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）都可以用来测定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血在电场中的移动速度。微观法则是直接测定单个胶粒在电场中的移动速度。对于高分散度的溶胶，

6、如Fe（0H）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，则适宜用微观法。本实验采用宏观法。宏观法测定Fe（OH）3的§电位时，在U形管中先放入棕红色的Fe（OH）3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：厂_K兀1]S/t'£eTZ式中K为与胶粒形状有关的常数（球形为5.4xlO,oV2S2kg1m_1,棒形粒子为3.6xlOloV2S

7、2kg'1m-*,〃为分散介质的粘度（P&s）,£为分散介质的相对介电常数,E为加于电泳测定管二端的电压（V）,L为两电极之间的距离（m）,S为电泳管中胶体溶液界而在t时间（s）内移动的距离（m）,S/t表示电泳速度（m.s_1）o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、离子表面的电荷数目、溶剂屮电解质的种类、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

8、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，由于溶胶质点表面常带有电荷，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。4、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