氢氧化铁胶体制备与性质实验的改进.pdf

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1、2015年第1O期化学教育(http：／／www．hxjy．org)氢氧化铁胶体制备与性质实验的改进阮秀琴尹家卉(中国药科大学理学院江苏南京210098)摘要针对现行的物理化学实验中的溶胶电泳实验，胶溶法存在容易失败的问题，水解法存在渗析纯化所需时间过长的问题，采用用盐酸溶液作为胶溶法的分散剂，对Fe(OH)。胶体实验进行了改进，省时简便，成功率高，可不经过渗析直接进行电泳实验。关键词氢氧化铁胶体制备方法电泳实验盐酸溶液DOI：10．13884／j．1003—38O7hxjy．2014080033胶体的制备和电泳实验是大学物理化

2、学实验中粒径以及胶体性质实验，并与其他2种方法制备的的一个基础实验，通过该实验使学生掌握胶体的制胶体进行比较。备方法和加深对胶体性质的理解。通常选用1实验部分Fe(OH)。胶体，其制备方法有化学法凝聚、胶溶1．1仪器与试剂法等。实验教材大多采用水解法，为了去掉多余的仪器：雷磁DDS-307A电导率仪；SD600电电解质杂质，需要进行较长时间的渗析纯化才能用离平衡常数综合测定仪；Nano—ZS90马尔文粒度于电泳实验。用氯化铁溶液水解制备Fe(OH)。溶仪；PHSJ-4pH计；旋涡85—1加热磁力搅拌器；胶的另一缺点是FeC1s溶

3、液浓度过大或过小，滴加DYY-Ⅲ一5型稳压稳流电泳仪。的速度过快，或沸腾时间过短等原因，会使FeC1。试剂：三氯化铁(AR)；盐酸(AR)；氨水水解不彻底，形成的Fe(0H)。胶粒太小或浓度太(AR)；氯化钾(AR)。小，致使做胶体的凝聚实验时，加入电解质1．2Fe(OH)3溶胶的制备(NH)。$04不产生沉淀而失败[1]。为了缩短实验时间，也可采用胶溶法制备Fe(OH)。胶体[2]，快速水解法和胶溶法(胶溶法1)见参考该胶体不用渗析可直接做电泳实验。但我们通过研文献[引。究，发现该方法也存在缺陷：由于重新分散这一步以盐酸溶液作

4、为胶溶法(胶溶法2)操作如不容易重复，学生初次实验，经常不能成功制备下：将1O的FeC1。溶液20mL溶于100mL蒸馏Fe(OH)。溶胶或者只能部分成胶，致使后续的胶水中，滴加过量氨水，生成Fe(OH)。新鲜沉淀，体性质实验的结果不理想，甚至与理论不相符。过滤并用蒸馏水洗涤3次，得黄褐色Fe(OH)。沉Fe(OH)。沉淀重新分散成胶体{[Fe(OH)。]·淀。将新鲜Fe(0H)。沉淀转移到100mL蒸馏水FeO·(，z—)C1一)·xC1一的一个关键是加入中，加1．5mol／L稀盐酸5mL，加热至微沸，搅合适的分散剂，以FeC

5、1。溶液作为分散剂的原理时拌，直至沉淀完全消失，得到深褐色Fe(OH)。溶发生如下反应：胶，冷却后用100mL容量瓶定容。2Fe(OH)34-FeC13—3FeoCl+3H2O将上述制备的Fe(OH)。溶胶放置一段时间以3FeCI3+HzO一3FeOCI+3HCl考察胶体的稳定性，稀释5o倍测电导率、粒径和Fe0Cl—FeO++C1一电势。考虑到盐酸与Fe(oH)。沉淀反应生成铁酰氯胶体性质实验是比较电解质NaC1和Na。SO4的反应更容易：溶液对胶体的聚沉能力及大分子溶液对胶体的保护Fe(OH)3+HC1—FeOC1+2H2O

6、作用lL3j。我们尝试以盐酸溶液作为胶溶法的分散剂，发1．3U型电泳实验[4-6"]现非常容易制备出Fe(OH)。溶胶。为了便于学生实验，本文考察了盐酸溶液的溶度和使用量，胶体将上述制备的Fe(OH)。溶胶用100mL容量的稳定性，测量了胶体的pH、电导率、电势、瓶定容，测量电导率，每份中加入10g尿素，再*通信联系人，E-mail：rxqcpu@163．com·3O·化学教育(http：／／www．hxjy．org)2015年第10期测量电导率，配制相同电导率的KI溶液作为辅助表2渗析前后数据对比(取用15mL氯化铁溶液制成的

7、胶体)Table2Comparisonofdatabeforeandafterdialysis液。在洗净干燥的电泳仪中加入适量辅助液，然后注入Fe(OH)。胶体直至辅助液浸没Pt电极，调节pH}电势／mY粒径／nm电导率(mS／cm)电压至35V，打开电源，电泳50~60min。观测渗析前1．2871847．10．928正极液面的移动距离。渗析后5．99533．749．060．003222实验结果与讨论注：由于渗析前后溶胶的浓度变化，pH与电导率无法直接比较。2．1胶体性质实验2．2胶溶法的改进将胶体浓度控制在合理范围(100m

8、L水中滴在实验中发现，学生按照教材提供的胶溶法1加1O三氯化铁溶液1O～20mL)内，水解法制制备胶体，很难完全成胶，导致制备的胶体浓度变得的Fe(oH)。胶体无需渗析，胶体性质实验结果化范围很大。其原因可能是作为分散剂的三氯化铁与胶体理论相符，见表1。在微沸时