无机电解质的聚沉作用与高分子的絮凝作用.doc

中国石油大学 化学原理（Ⅱ）实验报告 实验日期：2012-10-31 成绩： 班级：石工11-07 学号 姓名：王新科 教师：耿杰 同组者：郭丹斐 雒家正 无机电解质的聚沉作用与高分子的絮凝作用 一、实验目的 1．掌握溶胶的聚沉原理与方法； 2．验证电解质聚沉的符号和价数法制； 3．了解水溶性高分子对溶胶的絮凝作用。 二、实验原理 1．胶体中加入反离子后，由于静电斥力作用使部分反离子进入到吸附层内，压缩扩散双电层的厚度使ξ电位下降斥力下降，从而使颗粒变大发生聚沉失去稳定性，当所加电解质的浓度相同时，随着反离子价数的增加聚沉能力增强聚沉值减小，符合叔采—哈迪规则： M+:M+2:M+3=(25~150):(0.5~2):(0.01~0.1) 2．电性中和及高价反离子作用 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中和； （2）一种溶胶是具有相反电荷溶胶的高价反离子。 3．高分子的絮凝作用 敏化作用：当高分子浓度小于临界浓度 护胶作用：当高分子浓度大于临界浓度 三、仪器与药品 1．仪器 722型分光光度计，100ml锥形瓶6个，试管架一个，秒表，10ml移液管1支，吸尔球，大、小吸管各3支，20ml试管6支，50ml、100ml烧杯各1个，玻璃搅拌棒2根。 2．药品 粘土溶胶，氢氧化铁溶胶，2molL-1KCl溶液，0.01molL-1K2SO4溶液，0.001molL-1K3C6H5O7H2O溶液，0.02%HPAM溶液。 四、实验步骤 1 .电解质对溶胶的聚沉作用 在 3 个清洁、干燥的100mL锥形瓶内，用移液管各加入 10mL Fe(OH)3溶胶。然后用微量滴定管分别滴入表 1 所列各种电解质溶液，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。记录刚刚产生浑浊时电解质的溶液的体积，并列于表1。 2.粘土溶胶和氢氧化铁溶胶的相互聚沉作用 取 6 支干燥试管，在每支试管中按表2用量加入 Fe(OH)3溶胶。然后在所有试管中加入粘土溶胶，使每支试管内的溶胶总体积为6mL。摇动每支试管来回翻动10次，静止10-20分钟，记下每支试管中的聚沉现象。 3.高分子的絮凝作用 取 10 个 50mL 内径相近的具塞量筒，用移液管分别加入 20mL 粘土溶胶，按表3分别加入分子量为 2×106 的0.02％的部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）溶液，再加水到 50mL，来回翻动10次，静止5-10分钟，在液面下2cm 处吸取 5mL 溶液，用 722 分光光度计（用法见附录八），在波长 420nm 下，以蒸馏水为空白测其光密度，将各数据填入表 3。 五、处理结果 1．详细观察实验中的各种现象，记录这些现象和数据，把数据填入有关的表格中。 表1 不同电解质对溶胶的聚沉作用记录 电解质 2molL-1KCl 0.01molL-1K2SO4 0.001molL-1K3(COO)3C3H4OH 加入滴数 52 7 4 表2 溶胶的相互聚沉作用记录表 试管编号 1 2 3 4 5 6 Fe(OH)3溶胶(ml) 0.1 0.5 1.0 3.0 5.0 5.5 粘土溶胶(ml) 5.9 5.5 5.0 3.0 1.0 0.5 聚 沉 现 象 试管4最先分层，试管5和试管6最先聚沉，试管5聚沉更快更加明显，随时间推移，上层清液体积增大，1-4分层趋向于更加快速明显，试管5比试管6聚沉更加明显。 表3 HPAM对粘土溶胶的絮凝作用记录表 粘土溶胶 30ml 30ml 30ml PHP加量 2滴 10滴 40滴 现象描述 由试管1到试管3PHP加量逐渐增加，分层速度逐渐加快，更加明显，试管3下层体积为29ml 2．根据实验结果判断Fe(OH)3溶胶和粘土溶胶的带电性。 由实验现象可知：Fe(OH) 溶胶带正电，而粘土溶胶带负电。 3．比较各电解质的聚沉值，验证叔采—哈迪规则。 M=n(KCl)/V(总)=（2*52/20）/（10+52/20）=0.4127mol/L M= n(K2SO4)/V(总)=（0.01*7/20）/（10+7/20）=0.000338 mol/L M= n(K3(COO)3C3H4OH)/V(总)=（0.001*4/20）/（10+4/20）=0.0000196mol/L M:M:M=0.4127:0.000338:0.0000196 此实验基本验证了哈迪规则。 六、思考题 1．为什么 Fe(OH) 溶胶必须透析后才能作絮凝实验？ 答：如果没有经过透析，溶胶内会存有大量的电解质离子，这些电解质离子的存在会影响溶胶的稳定性，尤其是在絮