PDF《实验五十一 溶胶的制备及其稳定性》

实验五十一 溶胶的制备及其稳定性

一、实验目的 1.

了解溶胶的制备方法 2.了解影响溶胶聚沉的因素 3.了解大分子物质对溶胶的保护作用

二、实验原理 胶体是指一种或几种物质以一定的分散程度(粒子直径在 1-100nm)分散在另一种物 质中所形成的体系. 其中以固体分散在水中的溶胶最为重要. 以下讨论的都是指这种水溶胶. 要制备出比较稳定的溶胶必须满足两个条件: (1)固体分散相粒子大小必须在胶体分散度的范围内. (2)胶粒在液体介质中要保持分散,不聚结(一般需加稳定剂) . 通常制备溶胶有

2 种方法: (1)凝聚法,即在一定条件下使小分子或离子聚结成胶体分散度的大小. (2)分散法,即是将大块固体分割到胶体分散度的大小. 溶胶的性质与其结构有关.本实验用AgNO3和过量的KI所制备的AgI 溶胶(A)的胶团 结构简图如下: [(AgI) ・ I m n - ・ ) ( x n ? K+ ] ・ ? x x K+ 此溶胶由m个AgI组成胶核.由于KI过量,溶液中还剩有K+ 、NO3 - 、I - 等离子.因为胶 核可有选择地吸附与其组成相类似离子的倾向,所以I - 在胶核表面优先吸附,使胶核带上 了负电荷.溶液中与其电性相反的K+ (反离子)也部分被吸附在胶核表面形成吸附层,胶 核和吸附层构成胶粒,剩下的其余反离子松散的分布在胶粒外面,形成扩散层.扩散层和胶 粒合称为胶团.在溶胶中胶粒是独立运动单位.因此AgI 溶胶(A)的胶粒是带负电的. 本实验用过量的AgNO3和少量的KI制成的AgI溶胶(B)的胶团结构简图如下: [(AgI) ・ Ag m n + ・ ) ( x n ? NO3 - ] ・ + x x NO3 - 同理可推断出 AgI 溶胶(B)的胶粒是带正电的. 由于胶粒带电是导致其具有稳定性的原因之一.因此,电解质的加入或带相反电荷溶胶 的混合,都将破坏胶团的双电层结构,使溶胶发生聚沉.电解质能使溶胶聚沉,其起主要作 用的是与胶粒带相反电荷的离子,这种离子价态越高,聚沉溶胶的能力越强.此外,电解质 在溶胶中的浓度越大, 必越有利于溶胶的聚沉. 通常把能使溶胶聚沉所需的电解质的最低浓 度称为聚沉值(m mol? L -1 ) . 聚沉值=

1000 1 * ? V V M 式中: M为外加电解质溶液浓度 (mol?L -1 ) , V1为发生聚沉时所加电解质溶液的最小体积 (mL) , V为发生聚沉时溶胶的总体积(mL) . 当在溶胶里加入适量的大分子物质溶液,可提高溶胶对电解质的稳定性,这种作用叫大 分子对溶胶的保护作用.

三、仪器与试剂 烧杯(200mL、100mL) ,玻璃漏斗,试管,滤纸,酒精灯. 酸碱: HCl(0.1 mol・L -1 ) ,NH3・H2O(2 mol・L -1 ) . 盐: FeCl3 (5%) ,KI(0.1mol・L -1 、0.01 mol・L -1 ) ,KCl(2.5 mol・L -1 ) , AgNO3(0.1 mol・L -1 、0.01 mol・L -1 ) ,AlCl3(1%) , K2CrO4(0.1 mol・L -1 ) ,

1 K3[Fe(CN)6](0.01 mol・L -1 ) . 其它: 明胶(0.5%) .

四、实验内容 1.溶胶的制备 1.1 化学凝聚法: 1.1.1 Fe(OH)3溶胶制备 取蒸馏水 50mL 于烧杯中,煮沸后,逐滴加入 5%的FeCl3溶液 6mL ,并不断搅拌,待FeCl3加完后,再煮沸 1-2 分钟,即得深红色的Fe(OH)3溶胶.立即用冷水冷却到室温,留 待后续实验. 1.1.2 AgI 溶胶(A)制备 取15mL 0.1mol・L -1 的KI 溶液于 50mL烧杯中,一边搅拌,一边用滴管缓慢滴加 10mL 0.01 mol・L -1 的AgNO3 溶液,制得AgI溶胶(A). 留待后续实验. 1.1.3 AgI 溶胶(B)制备 仿照实验 1.1.2 的方法,在15mL 0.1mol・L -1 的AgNO3 溶液中,一边搅拌,一边滴加 10mL 0.01 mol・L -1 的KI 溶液,制得AgI溶胶(B).留待后续实验. 1.2 分散法 1.2.1 Al(OH)3溶胶制备 取10mL 1%AlCl3于一小烧杯中,一边搅拌,一边滴加 2mol・L -1 的NH3・H2O溶液,当 有沉淀析出后,过滤,用蒸馏水洗涤 2-3 次.然后将滤纸上沉淀转入 100mL蒸馏水中,煮沸,中间可加入 2-3 滴0.1mol・L -1 的HCl.煮沸