Fe(OH)3溶膠制備純化及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告華師

1、溶膠的制備、純化及穩(wěn)定性研究一、前言1 、實(shí)驗(yàn)背景膠體現(xiàn)象無(wú)論在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中還是在日常生活中，都是常見(jiàn)的問(wèn)題。為了了解膠體現(xiàn)象，進(jìn)而掌握其變化規(guī)律，進(jìn)行膠體的制備及性質(zhì)研究實(shí)驗(yàn)很有必要。氫氧化鐵膠體因其制備簡(jiǎn)單、帶有顏色和穩(wěn)定性好等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于大學(xué)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，并且是高中化學(xué)中的一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)。但是采用電泳方法測(cè)定溶膠的電動(dòng)電勢(shì)(Z)卻是始終是一個(gè)難點(diǎn)，因?yàn)槿苣z的電泳受諸多因素影響如：溶膠中膠粒形狀、表面電荷數(shù)量、溶劑中電解質(zhì)的種類、離子強(qiáng)度、PH溫度和所加電壓。2、實(shí)驗(yàn)要求(1) 了解制備膠體的不同方法，學(xué)會(huì)制備Fe(OH) 3溶膠。(2) 實(shí)驗(yàn)觀察膠體的電泳現(xiàn)象，掌握電泳法測(cè)定膠體電動(dòng)

2、電勢(shì)的技術(shù)。(3) 探討不同外加電壓、電泳時(shí)間、溶膠濃度、輔助液的pH 值等因素對(duì)Fe(OH) 3溶膠電動(dòng)電勢(shì)測(cè)定的影響。(4)探討不同電解質(zhì)對(duì)所制備Fe(OH)3溶膠的聚沉值，掌握通過(guò)聚沉值判斷溶膠荷電性質(zhì)的方法。二、實(shí)驗(yàn)部分1. 實(shí)驗(yàn)原理溶膠的制備方法可分為分散法和凝聚法。分散法是用適當(dāng)方法把較大的物質(zhì)顆粒變?yōu)槟z體大小的質(zhì)點(diǎn)，如機(jī)械法，電弧法， 超聲波法，膠溶法等；凝聚法是先制成難溶物的分子( 或離子 ) 的過(guò)飽和溶液，再使之相互結(jié)合成膠體粒子而得到溶膠，如物質(zhì)蒸汽凝結(jié)法、變換分散介質(zhì)法、化學(xué)反應(yīng)法等。Fe(OH)3溶膠的制備就是采用化學(xué)反應(yīng)法使生成物呈過(guò)飽和狀態(tài)，然后粒子再結(jié)合成溶膠。在

3、膠體分散系統(tǒng)中，由于膠體本身電離，或膠體從分散介質(zhì)中有選擇地吸附一定量的離子，使膠粒帶有一定量的電荷。顯然，在膠粒四周的分散介質(zhì)中，存在電量相同而符號(hào)相反的對(duì)應(yīng)離子。荷電的膠粒與分散介質(zhì)間的電位差，稱為E電位。在外加電場(chǎng)的作用下，荷電的膠粒與分散介質(zhì)間會(huì)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。膠粒向正極或負(fù)極(視膠粒荷負(fù)電或正電而定)移動(dòng)電位也的現(xiàn)象，稱為電泳。同一膠粒在同一電場(chǎng)中的移動(dòng)速度由E電位的大小而定，所以 稱為電動(dòng)電位。測(cè)定E電位，對(duì)研究膠體系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有很大意義。溶膠的聚集穩(wěn)定性與膠體的E電位大小有關(guān)，對(duì)一般溶膠，E電位愈小，溶膠的聚集穩(wěn)定性愈差，當(dāng)E電位等于零時(shí)，溶膠 的聚集穩(wěn)定性最差。所以，無(wú)論制備膠

4、體或破壞膠體，都需要了解所研究膠體的E電位。原 則上，任何一種膠體的電動(dòng)現(xiàn)象（電泳、電滲、液流電位、沉降電位）都可以用來(lái)測(cè)定E電位， 但用電泳法來(lái)測(cè)定更方便。電泳法測(cè)定膠體E電位可分為兩類，即宏觀法和微觀法。宏觀法原理是觀察與另一不含膠粒的輔助液體的界面在電場(chǎng)中的移動(dòng)速度。微觀法則是直接測(cè)定單個(gè)膠粒在電場(chǎng)中的移動(dòng)速度。對(duì)于高分散度的溶膠，如 Fe（OH）3膠體，不易觀察個(gè)別粒子的運(yùn)動(dòng)，只能用宏觀法。 對(duì)于顏色太淺或濃度過(guò)稀的溶膠，則適宜用微觀法。本實(shí)驗(yàn)采用宏觀法。宏觀法測(cè)定Fe（OH）3的E電位時(shí)，在UR管中先放入棕紅色的 Fe（OH）3溶膠，然后小心地在 溶膠面上注入無(wú)色的輔助溶液，使溶膠和

5、溶液之間有明顯的界面，在UR管的兩端各放一根電極，通電一定時(shí)間后，可觀察到溶膠與溶液的界面在一端上升，另一端下降。膠體的E電 位可依如下電泳公式計(jì)算得到：K S/t E/L式中K為與膠粒形狀有關(guān)的常數(shù)（球形為5.4 1010 V2 S2 kg-1 m1,棒形粒子為3.6 1010 V2S2kg-1m1, 為分散介質(zhì)的粘度（Pas）,為分散介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù) ，E為加于電泳測(cè)定管二端的電壓（V）, L為兩電極之間的距離（m）, S為電泳管中膠體溶液界面在 t時(shí)間（s） 內(nèi)移動(dòng)的距離（m）, S/t表示電泳速度（m s-1）。式中S、t、E、L均可由試驗(yàn)測(cè)得。影響溶膠電泳的因素除帶電離子的大小、形

6、狀、離子表面的電荷數(shù)目、溶劑中電解質(zhì)的種類、離子強(qiáng)度、溫度外，還與外加電壓、電泳時(shí)間、溶膠濃度、輔助液的pH直等有關(guān)。根據(jù)膠體體系的動(dòng)力性質(zhì)，強(qiáng)烈的布朗運(yùn)動(dòng)使得溶膠分散相質(zhì)點(diǎn)不易沉降，具有一定的動(dòng)力穩(wěn)定性。另一方面，由于溶膠分散相有大的相界面，具有強(qiáng)烈的聚結(jié)趨勢(shì)，因而這種體系又是熱力學(xué)的不穩(wěn)定體系。此外，由于溶膠質(zhì)點(diǎn)表面常帶有電荷，帶有相同符號(hào)電荷的質(zhì)點(diǎn)不易聚結(jié)，從而又提高了體系的穩(wěn)定性。帶電質(zhì)點(diǎn)對(duì)電解質(zhì)十分敏感，在電解質(zhì)作用下溶膠質(zhì)點(diǎn)因聚結(jié)而下沉的現(xiàn)象稱為聚沉。在指定條件下使某溶膠聚沉?xí)r，電解質(zhì)的最低濃度稱為聚沉值，聚沉值常用mmolL-1表示。影響聚沉的主要因素是與膠粒電荷相反的離子的價(jià)數(shù)

7、、離子的大小及同號(hào)離子的作用等。 一般來(lái)說(shuō)，反號(hào)離子價(jià)數(shù)越高，聚沉效率越高，聚沉值越小，聚沉值大致與反離子價(jià)數(shù)的6次方成反比。同價(jià)無(wú)機(jī)小離子的聚沉能力常隨其水比半徑增大而減小，這一順序稱為感膠離子序。 與膠粒帶有同號(hào)電荷的二價(jià)或高價(jià)離子對(duì)膠體體系常有穩(wěn)定作用，使該體系的聚沉值有所增加。此外， 當(dāng)使用高價(jià)或大離子聚沉?xí)r，少量的電解質(zhì)可使溶膠聚沉；電解質(zhì)濃度大時(shí)，聚沉形成的沉淀物又重新分散；濃度再提高時(shí)，又可使溶膠聚沉。這種現(xiàn)象稱為不規(guī)則聚沉。不規(guī)則聚沉的原因是，低濃度的高價(jià)反離子使溶膠聚沉后，增大反離子濃度，它們?cè)谫|(zhì)點(diǎn)上強(qiáng)烈吸附使其帶有反離子符號(hào)的電荷而重新穩(wěn)定；繼續(xù)增大電解質(zhì)濃度，重新穩(wěn)定的膠

8、體質(zhì)點(diǎn)的反離子又可使其聚沉。2. 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)本實(shí)驗(yàn)是個(gè)綜合性試驗(yàn)，涉及氫氧化鐵膠體的制備及純化處理以及對(duì)氫氧化鐵膠體性質(zhì)的探討。實(shí)驗(yàn)思路如下：膠體的制備方法包括分散法和凝聚法。本實(shí)驗(yàn)是選擇凝聚法，將一定濃度的FeCl3溶液逐滴繳入沸水中，不斷攪拌，得到氫氧化鐵的過(guò)飽和溶液，再使之相互結(jié)合便可形成溶膠，再將其純化便可用于進(jìn)行其性質(zhì)實(shí)驗(yàn)；根據(jù)影響溶膠電泳實(shí)驗(yàn)的因素及實(shí)驗(yàn)條件，我們選擇了探討其四方面因素的影響。各探討實(shí)驗(yàn)均需先配制輔助液，裝好溶膠，連接電路，然后分以下幾種情況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：I在不同外電壓下(100V、150V、200V)測(cè)定E電位；n在不同電泳時(shí)間內(nèi)(2min,4min,6min )測(cè)

9、定E電位；出不同溶膠濃度下(原濃度、1/2原濃度、1/4原濃度)測(cè)定E電位；W PH同的輔助液測(cè)定E電位。測(cè)定不同價(jià)態(tài)電解質(zhì)對(duì)氫氧化鐵溶膠的聚沉值，探討不同價(jià)數(shù)離子的聚沉值，以及判斷氫氧化鐵膠粒是否是正電性。3. 儀器與試劑電泳測(cè)定管1套，直流穩(wěn)壓器1臺(tái)，電導(dǎo)率儀1臺(tái)，pHt1臺(tái)，滴定管1支，鉗電極2根，停 表1塊，直尺1把，軟線50cm,電爐1臺(tái)，1000m晚杯1個(gè)，300m晚杯1個(gè)，300m曲形杯1個(gè)， 100mLs筒1個(gè)，100m唳杯2個(gè)，50m喉杯6個(gè)，50mlB形杯3個(gè)，10m閡度移液管2支、1mL 刻度移液管2支，試管12支，膠頭滴管5支。10%FeC3溶液，3 mol L-1 H

10、Cl溶液，稀、KCl、NaCl溶液，質(zhì)量分?jǐn)?shù) 1%AgN(M KCN婚液， 2.5 mol L-1KCl、0.1 molL-1K2SQ及 0.01 molL-1&Fe(CN)6溶液，0.5 molL-1KCl、0.01 molL-1&SQ及0.001 mol L-1 RFe(CN)6溶液，火棉膠，蒸儲(chǔ)水。4. 實(shí)驗(yàn)步驟 水解法制備Fe(OH)3溶膠量取150mLi儲(chǔ)水，置于300m唳杯中，先煮沸2min,用刻度移液管移取10% FeCL溶液30ml,逐滴加入沸水中，并不斷攪拌，繼續(xù)煮沸3min,得到棕紅色Fe(OH)3溶膠。其結(jié)構(gòu)式可表示為 m Fe(OH)3 n FeO+(

11、n-x)Cl-x+xCl-(2) Fe(OH) 3溶膠的純化a)制備半透膜：為了純化已制備好的溶膠，需要用半透膜。選擇一個(gè)300mL勺內(nèi)壁光滑 的錐形瓶，洗滌烘干，倒入約 20m次棉膠溶液，小心轉(zhuǎn)動(dòng)燒瓶，使火棉膠均勻地在瓶?jī)?nèi)形成 一薄層，倒出多余的火棉膠，倒置燒瓶于鐵圈上，流盡多余的火棉膠，并讓乙醛蒸發(fā)，直至 用手指輕輕接觸火棉膠膜而不粘著為止。然后加水入瓶?jī)?nèi)至滿，浸膜于水中約10min,倒去瓶?jī)?nèi)的水。再在瓶口剝開(kāi)一部分膜，在此膜與玻璃瓶壁間灌水至滿，膜即脫離瓶壁，輕輕地 取出所成之袋，檢查是否有漏洞。b)純化：把水解法制得的溶膠，置于半透膜袋內(nèi)，用線拴住袋口，置于1000m晚杯中,加500m

12、LB儲(chǔ)水，彳持溫度60-70 C,進(jìn)行熱滲析。每半小時(shí)換一次水，并取出少許蒸儲(chǔ)水檢 驗(yàn)其中Cl-和Fe3+離子，直到不能檢出離子為止。純化好的溶膠冷卻后保存?zhèn)溆谩?3)電泳實(shí)驗(yàn)a)配制輔助液用電導(dǎo)率儀測(cè)定純化好的 Fe(OH)3溶膠的電導(dǎo)率，然后向一個(gè)100mL勺小燒杯中加入蒸儲(chǔ)水，用滴管逐滴滴入3mol L-1的HCl溶液，并測(cè)量此溶液的電導(dǎo)率，使其電導(dǎo)率與溶膠的電導(dǎo) 率相等，此稀溶液即為待用的輔助液。b)裝溶膠，連接線路電泳測(cè)定裝置如圖所示。電泳測(cè)定裝置圖將經(jīng)過(guò)純化后的溶膠從電泳管的漏斗處加入，到半漏斗處，此時(shí)慢慢打開(kāi)活塞，趕走氣泡，即關(guān)閉（若有溶膠進(jìn)入U(xiǎn) 型管中，應(yīng)用輔助液蕩洗干凈，關(guān)好

13、漏斗塞及活塞，把輔助液倒干） 。向 U 型管中加入輔助液到刻度10 左右。把電泳管夾好固定在鐵架上并使垂直。把鉑電極插入U(xiǎn) 型管中，打開(kāi)漏斗塞，然后慢慢打開(kāi)活塞（注意一定要慢）使膠體溶膠非常緩慢地上升，直到U型管兩邊膠體溶液上升至有刻度處，具有清晰的界面，且鉗電極鉗片浸入輔助液1cm 左右時(shí)，關(guān)閉活塞。c）在不同的外加電壓下測(cè)定Z電位，探討不同外加電壓的影響打開(kāi)電泳儀電源開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)電壓為100 伏特，讀出負(fù)極（或正極）界面所在的刻度，并同時(shí)按下停表計(jì)時(shí)，直到界面移動(dòng)0.5cm,記下停表的時(shí)間、界面移動(dòng)的準(zhǔn)確距離、電壓。用同樣方法再測(cè)一次，求平均值。記下兩鉑電極的距離L。調(diào)節(jié)電壓分別為150、2

14、00伏特，同法測(cè)定電位。d）在不同的電泳時(shí)間內(nèi)測(cè)定Z電位，探討不同電泳時(shí)間的影響參考電泳時(shí)間：2min， 4min， 6mine）改變?nèi)苣z的濃度為測(cè)定Z電位，探討不同溶膠濃度的影響參考溶膠濃度：原濃度，原濃度的1/2 ，原濃度的1/4f）改變輔助液的PH直測(cè)定Z電位，探討不同輔助液的影響除HCl水溶液外，還可用KCl、NaCl的水溶液作輔助液（4）測(cè)定不同電解質(zhì)對(duì)Fe（OH）3溶膠的聚沉值分兩步進(jìn)行，第一步粗測(cè)定近似聚沉值C，,第二步測(cè)準(zhǔn)確聚沉值Qa）取試管6支，編號(hào)為1, 2, 3, 4, 5和對(duì)照，在1號(hào)試管注入10 mL0.1 mol L-1 &SO, 在25號(hào)和對(duì)照等五支試管中

15、各加入蒸儲(chǔ)水9mL然后從1號(hào)試管中取1mL K2SO放入2號(hào)試管中，搖勻后，又從2號(hào)試管中取出1mL溶液放入3號(hào)試管中，依次從上一編號(hào)試管吸 取1mL K2SO溶液，直至5號(hào)試管，最后從 5號(hào)管中取出1mL溶液棄之。用移液管向上述15號(hào)試管及對(duì)照管中各加入已凈化好的Fe（OH）3溶膠1mL搖勻后，立即記下時(shí)間，靜置 15min,觀察15號(hào)管的聚沉情況，與對(duì)照管進(jìn)行比較，找出最后一 支有沉淀的管子，該管的濃度即為近似聚沉值C，,并記入表格內(nèi)。搖勻，靜置15min,求出近似聚沉值 C，iVi=b)制備濃度C，白&SO溶液50ml。由原0.1mol L-1 K2SQ稀釋而得，根據(jù)C'

16、 V'可求得V1的mL數(shù)。準(zhǔn)確量取 0.1 mol L-1 K2SO溶彳夜V mL至50 mL的容量瓶中，用 蒸儲(chǔ)水稀釋至刻度，搖勻即得濃度為C，的溶液。c)在1)的1 5號(hào)試管中，保留具有近似聚沉值 C，濃度的試管，定它為I試管，另取 4支試管，編號(hào)為n、m、IV、V,加上原對(duì)照一支又得一組6支管的排列。在nV號(hào)試管中分別加入8、6、4、2 mL的濃度為C，的KCl溶液，再向上述各管中加入1、3、5、7 mL蒸儲(chǔ)水，搖勻后各加入 1 mL Fe(OH) 3溶膠，搖勻后靜置 15 min,找出 最后一支有沉淀的管子，用這支管子中的KCl的濃度Cn和相鄰未沉淀的管子 (SO濃度G+1求出

17、平均值，即得所求的準(zhǔn)確聚沉值C,即C=1/2(Cn+G+1)。把所觀察的現(xiàn)象和計(jì)算結(jié)果列入表中。用上述完全相同的手續(xù)，測(cè)定2.5M KCl及0.01M K3Fe(CN)6對(duì)Fe(OH)3溶膠的聚沉值。(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束關(guān)閉電源，回收膠體溶液，整理實(shí)驗(yàn)用品。三.結(jié)果與討論 數(shù)據(jù)記錄與處理： (一)、探究實(shí)驗(yàn)條件； 1)探究不同外加電壓的影響(組員：鄧?guó)P霞 康敏歡)兩極間的距離：25cm 膠體電導(dǎo)：141.1 s/cm HCl 電導(dǎo)：141.0 科 s/cm電壓/V時(shí)間/s始/cm末/cm差/cm平均值97V37911.7011.200.50t=333sS=0.005m28712.2511.750.5

18、0151V18911.1710.680.49t=203.5sS=0.0049m21810.6810.190.4916710.109.590.51t=167.5s201V1689.589.100.48S=0.00495m依據(jù)公式K S/t ,此處劭3.6 1010 VS2kg-1 m1,當(dāng)天氣溫為18C,所以E /L選擇刀為 0.01005Pa.s (20C)而對(duì)介質(zhì)水，s =80-0.4 (T-293 ) , T=291K,則 £ =80-0.4 (291-293 )=80.8。將刀=0.01005Pa.s , £ =80.8 , K=3.6 1010 V2 S2 kg-1

19、 m1 (氫氧化鐵溶膠按棒形粒子處理)帶 入公式 K SLL ,可算得 I =1.407* (10人7) * (S/t) /(E/L) E/ LL=25cm=0.25m,E=97V 時(shí),將 t=333s ,S=0.005m 代入 t =1.407*(10A7) * (S/t ) /(E/L), 得 t =0.54VE=151V時(shí)，將 t=203.5s , S=0.0049m 代入，得 t =0.56VE=201V時(shí)，將 t=167.5s , S=0.00495m 代入，得 t =0.52V分析：由表可知，平行實(shí)驗(yàn)中，相同電壓下移動(dòng)相近的距離，所需要的 時(shí)間有一定差距，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)操作存在一定的誤差

20、，會(huì)對(duì)結(jié)果造成影響。由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，在其它條件一樣的前提下，不同電壓下測(cè)得的電位值相差不大，說(shuō)明電壓高低對(duì)(電位影響不大。但 150V時(shí)，電位稍高，所以實(shí)驗(yàn)中可選用外加電壓為150V o2)不同電泳時(shí)間(組員：劉彩梅、薛少華)兩極間的距離：19.8cm時(shí)間電壓(V)始/cm末/cm差/cm平均值2min15212.0011.001.00E=151VS=0.001m15014.5513.551.004min15114.5512.751.80E=150.5VS=0.00185m15014.5512.651.906min15014.5511.752.80E=150.5VS=0.00285m151

21、13.4510.552.90L=19.8cm=0.198m,將t=120s , S=0.001m, E=151VR；入 t =1.407* (10A7) * (S/t ) /(E/L), 得t =1.54V同理，t=240s,E=150.5V, S=0.00185m時(shí)，t =1.43V時(shí)，t =1.47Vt=360s,E=150.5V, S=0.00285m分析：由表可知，平行實(shí)驗(yàn)中，一定時(shí)間和一定電壓下，界面移動(dòng)的距離非常接近，實(shí)驗(yàn)過(guò)程控制得比較好，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可信。由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，在其它條件一樣的前提下，不同時(shí)間下測(cè)得的電位值相差不大，說(shuō)明不同電泳時(shí)間對(duì)（電位影響不大。3）不同濃度（組員：

22、洪旭佳 葉秋耀）兩極間的距離：23.0cm 膠體電導(dǎo)：142.4 ps/cm、133.3 科 s/cmHCl 電導(dǎo)：142.4 s/cm、133.4 科 s/cm濃度電壓/V時(shí)間/s始/cm末/cm差/cm平均值1 （原濃度）9814914.113.30.8S=0.0075mt=152.5s15613.913.20.71/29815013.613.10.5S=0.0055mt=158.5s16713.713.10.61/49918113.713.30.4S=0.0045mt=175.5s17013.713.20.5L=23.0cm=0.23m對(duì)原濃度， E=98V, S=0.0075m , t

23、=152.5s,代入 t =1.407* ( 10人7) * (S/t )/(E/L), 得 t =1.62V1/2 濃度，E=98V, S=0.0055m, t=158.5s,代入，得 t =1.15V1/4 濃度，E=99V, S=0.0045m , t=175.5s,代入，得 t =0.84V分析：由表可知，平行實(shí)驗(yàn)中，同一濃度下，界面移動(dòng)的距離較接近，但 是所需時(shí)間有一定偏差?？傮w而言，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還是比較合理。由所求得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，在其它條件一樣的前提下，不同溶膠濃度下測(cè)得的電位值相差很大。在一定范圍內(nèi)，膠體濃度越大，（電位越大。因?yàn)闈舛仍?加，粒子碰撞機(jī)會(huì)增多，溶膠不穩(wěn)定性增大。4）

24、改變輔助液的 PH （組員：）電壓：154 V兩極間距離：26.2cm輔助液PH遷移時(shí)間/s始/cm末/cm差/cm平均值HCI3.524913.2912.80.49S=0.005mt=57s6512.1311.620.51NaCI5.3723812.3011.80.5S=0.0049mt=229s22012.0011.520.48KCI5.4718013.1112.620.49S=0.0049mt=190s20010.6510.160.49E=154V , L=26.2cm = 0.262mpHJ3.52 的HCl輔助液，S=0.005m, t=57s,代入 t =1.407* (10A7)

25、 * (S/t )/(E/L), 得 t =2.10V同理，pHJ 5.37 的 NaCI 輔助液，S=0.0049m, t=229s,代入得 t =0.51VpHJ5.47 的 KCI輔助液，S=0.0049m, t=190s,代入得 t =0.62V分析：由表可知，2次平行實(shí)驗(yàn)界面移動(dòng)距離很接近，電泳時(shí)間有一定偏差，但總的來(lái)說(shuō)，2次平行實(shí)驗(yàn)結(jié)果較接近，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)合理可用。由所求得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，在其它條件一樣的前提下，使用 HCI為輔助液，所算得的工電位與另外兩種輔助液相差很大。而NaCI與KCI的工電位比較小相差不大。說(shuō)明輔助液及其pH對(duì)(電位有很大影響。(二)測(cè)定不同電解質(zhì)對(duì) Fe(OH

26、)3溶膠的聚沉值(1) K2SO4聚沉值：根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作，可求得 C(試管1)為原濃度0.1 mol/L ,此后依次降低一個(gè)數(shù)量級(jí)。由第一步粗側(cè)得最后出現(xiàn)沉淀的為第三支試管，C'=0.001mol/L ,可計(jì)算IV濃度如下編RIIIIIIIVV濃度C /0.8 C /0.6 C /0.4 C，0.2 C /實(shí)驗(yàn)測(cè)得最后出現(xiàn)沉淀的是IV試管，試管V沒(méi)有出現(xiàn)沉淀,則聚沉值=(0.4 C / +0.2 C / ) /2=0.3 C /=0.0003mol/L=0.3 mmol/L(2) KCl聚沉值：(采用小花&少君實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù))同，對(duì)于KCl溶液，原濃度為2.5mol/L ,粗測(cè)最后出現(xiàn)

27、沉淀的為第2支試管，濃度C，=0.25mol/L ;精測(cè)過(guò)程中，試管IV最后出現(xiàn)沉淀，相鄰未出現(xiàn)沉淀的為V試管，則聚沉值=(0.4 C / +0.2 C / ) /2=0.3 C /=0.3*0.25 mol/L=0.075 mol/L=75mmol/L(3) K3Fe(CN) 6聚沉值：(采用偉林&凱淇實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù))同上，原濃度為 0.01mol/L ,粗測(cè)最后出現(xiàn)沉淀的為第3支試管，即C，=0.0001 mol/L ,精測(cè)過(guò)程中，試管IV最后出現(xiàn)沉淀，相鄰未出現(xiàn)沉淀的為 V試管，則聚沉值=(0.4 C / +0.2 C / ) /2=0.3 C /=0.3*0.0001 mol/L=0

28、.00003 mol/L=0.03 mmol/L綜合，可知聚沉值KCl:K2SO4: K3Fe (CN) 6 = 75： 0.3: 0.03分析 ： 聚沉值是指一定時(shí)間內(nèi)，能使溶膠發(fā)生明顯聚沉的電解質(zhì)的最低濃度。聚沉值越大，電解質(zhì)對(duì)溶膠的聚沉能力越小。而聚沉值的大小與電解質(zhì)中與溶膠所帶電荷符號(hào)相反的離子價(jià)態(tài)有關(guān)。本實(shí)驗(yàn)所用電解質(zhì)陽(yáng)離子都一樣為鉀離子，但聚沉值相差很大，說(shuō)明是因?yàn)殡娊赓|(zhì)的陰離子的作用，所以表明Fe(OH) 3溶膠膠粒為正電性。根據(jù)舒爾采-哈迪規(guī)則(一價(jià))： (二價(jià)) ： (三價(jià)) =(25150) ： ( 0.52 ) ：(0.010.1 ),顯然實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)KCl和K3Fe ( C

29、N ) 6聚沉值在范圍之中，而 K2SO4有點(diǎn)偏離，總體還是滿足舒爾采-哈迪規(guī)則，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)過(guò)程中操作還是比較嚴(yán)謹(jǐn)，沒(méi)有出現(xiàn)大的差錯(cuò)。四 . 結(jié)論(一)結(jié)論通過(guò)探討不同實(shí)驗(yàn)條件對(duì)Z電位的影響，可以得出如下結(jié)論：外加電壓、電泳時(shí)間對(duì)Z電位影響不大，膠體濃度和所用不同PH輔助液對(duì)Z電位影響很大。在一定范圍內(nèi)，膠體濃度越大，Z電位越大。輔助液及其pH對(duì)電位有很大影響，HCl會(huì)使Z電位明顯增大。另外還可以知道，F(xiàn)e(OH)3溶膠膠粒為正電性，聚沉值 KCl: K 2SO4: K 3Fe (CN 6 = 75: 0.3 :0.03 ,基本符合舒爾采-哈迪規(guī)則，價(jià)數(shù)越大的離子越容易使Fe(OH)3溶膠發(fā)生聚沉。(二)討論對(duì)比各小組聚沉值實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)各小組的K2SO4Fe(OH)3 溶膠的聚沉值并不都一樣，體現(xiàn)在粗側(cè)結(jié)果均為第3 支試管，即0.001mol/L ，但精測(cè)過(guò)程中，我們小組發(fā)現(xiàn)IV 試管最后出現(xiàn)沉淀，V 沒(méi)有出現(xiàn)沉淀，即聚沉值為0.3*0.001 mol/L ，而部分小組發(fā)現(xiàn)所有的試管都有沉淀，V 試管最后出現(xiàn)沉淀，聚沉值為0.15*0.001 mol/L 。分析原因可能是：聚沉易受其它