石工-无机电解质的聚沉作用与高分子的絮凝作用

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1、中国石油大学(化学原理)实验报告班级：石工12-2班学号:同组者：实验日期：2013.11.08.姓名：_教师：成绩:耿杰实验四无机电解质的聚沉作用与高分子的絮凝作用.实验目的聚沉原理与方法；2.验证电解质聚沉的符号和价数法则；3.了解水溶性高分子对溶胶的絮凝作用。二.实验原理1.无机电解质的聚沉作用溶胶由于失去聚结稳定性进而失去动力稳定性的整个过程叫聚沉。电解质可以使溶胶发生聚沉。原因是电解质能使溶胶的§电势下降，且电解质的浓度越高§电势下降幅度越大。当§电势下降至某一数值时，溶胶就会失去聚结稳

2、定性，进而发生聚沉。不同电解质对溶胶有不同的聚沉能力，常用聚沉值来表示。聚沉值是指一定时间内，能使溶胶发生明品聚沉的电解质的最低浓度。聚沉值越人，电解质对溶胶的聚沉能力越小。聚沉值的大小与电解质中与溶胶所带电荷符号相反的离子的价数有关。这种相反符号离子的价数越高，电解质的聚沉能力越大。叔采一哈迪(SchlZe-Hardy)分别研究了电解质对不同溶胶的聚沉值，并归纳得出了聚沉离子的价数与聚沉值的关系：M':Nf2:M+3=(25〜150):(0.5〜2):(0.01〜0.1)这个规律称为叔采一哈迪规

3、则。2.相互聚沉现象两种具有相反电荷的溶胶相互混合也能产生聚沉，这种现象称为相互聚沉现象。通常认为有两种作用机理。(1)电荷相反的两种胶粒电性屮和；(2)—种溶胶是具有相反电荷溶胶的高价反离子。1.高分子的絮凝作用当高分子的浓度很低时，髙分子主要表现为对溶胶的絮凝作用。絮凝作用是由于高分子对溶胶胶粒的“桥联”作用产生的。“桥联”理论认为：在高分子浓度很低吋，高分子的链可以同吋吸附在几个胶体粒子上，通过“架桥”的方式将几个胶粒连在一起，由于高分子链段的旋转和振动，将胶体粒子聚集在一起而产生沉降。二.

4、仪器和药品1.仪器722分光光度计一台，200mL具塞试管6支，lOOmL锥形瓶3个，50mL具塞量筒3个，lOmL移液管一只，胶头滴管，吸耳球，秒表，等。2.药品2mol/L氯化钾溶液，0.Olmol/L硫酸钾溶液，0.001mol/L(拧檬酸钾)溶液，0.02%部分水解聚丙烯酰胺溶液，Fe(OH)3溶胶，粘土溶胶。三.实验步骤1电解质对溶胶的聚沉作用(1)依次用移液管移取Fe(011)3溶胶10毫升，分别加到在3个清洁、干燥的100ml锥形瓶内。注意，移液管将液体移入锥形瓶中时，使其出口尖端接

5、触器壁，锥形瓶倾斜45度，而使移液管直立，然后放松食指，使溶液自由地顺壁流不，待溶液停止流出后，移液管在壁上旋转15-30秒，此时移液管尖端仍残留一滴液体，残留液体不可吹出。(2)用胶头滴管向第一个锥形瓶屮滴加0.01mol/L硫酸钾溶液，每加入一滴要充分振荡，至少一分钟内溶胶不会出现浑浊才可以加入第二滴电解质溶液，当溶液和氢氧化铁溶胶相比颜色变浅，记K刚刚产生浑浊时电解质的滴数，按每毫升20滴计算聚沉值。(3)按照上述操作方法，分别向另外两个盛有氢氧化铁溶胶的锥形瓶中滴加拧檬酸钾溶液和氯化钾溶液

6、，记录刚刚产生浑浊时的电解质滴数。2.粘土溶胶和氮氧化铁溶胶的相互聚沉作用取6支干燥试管，在每支试管屮按表10-2用量加入Fe(0H)3溶胶。然后在所有试管中加入粘土溶胶，使毎支试管内的溶胶总体积为6mLo摇动每支试管，静止2小时，记下每支试管中的聚沉现象。2.高分子的絮凝作用取3个50mL内径相近的具塞量筒，用移液管分别加入20mL粘土溶胶，分别加入2滴、10滴、40滴HPAM观察实验现象本实验中所加HPAM的体积是不固定的，仅供参考。因为高分子的最佳絮凝浓度，随所用IIPAM的分子量、水解度及

7、溶胶浓度和制备条件而变化。所以I1PAM的加量可根据实际情况作适当变动。二.处理结果1.详细观察实验屮的各种现象，记录这些现象和数据，把数据填入有关的表格屮，如下图表所示。表1无极电解质的聚沉作用电解质加入滴数2mol/LKCL350.Olmol/LK2S0470.001mol/LK3(C00)3C3H40H52.根据实验结果判断Fe(0H)3溶胶和粘土溶胶的带电性。由表1可以看出氢氧化铁溶胶带正电，又因为氢氧化铁溶胶能够与粘土溶胶相互聚沉，所以粘土溶胶带负电。1.比较各电解质的聚沉值，验证叔采一

8、哈迪规则。M":M2":M3~=(191):(0.42):(0.024)基本符合叔采一哈迪规则。表2Fe(OH)3与粘土溶胶的聚沉数据现象记录表试管编号123456Fe(0H)3溶胶0.10.51355.5粘土溶胶5.95.55310.5聚沉现象分层用时：4<3<6<5<2<1上层液体积：0.3、0.6、0.8、3.5、5，.5、6.0聚沉过程中颜色逐渐加深，聚沉体积逐渐减少。表4-3HPAM对粘土溶胶的絮凝作用数据和现象记录表粘土溶胶30ml30ml30mlPHP加量2滴10滴4