溶胶的制备及其性质

实验三　溶胶的制备及其性质

一、实验目的

1．掌握制备溶胶的原理和方法。

2．了解溶胶的稳定性和高分子化合物溶液对溶胶的保护作用。

二、实验原理

胶体是由直径为1～100nm的分散相粒子分散在分散剂中构成的多相体系。溶胶可由两个途径获得:一是凝聚法，二是分散法。

胶体粒子表面具有电荷及水化膜，是动力学稳定体系，若胶粒表面的电荷及水化膜被除去，溶胶将发生聚沉。例如，向胶体溶液中加入电解质，反离子中和胶粒电荷而使之聚沉;若两种带相反电荷的溶胶相混合，电荷相互中和而彼此聚沉;加热会使粒子运动加剧，克服相互间的电荷斥力而聚沉。然而，若在加入电解质之前于溶胶中加入适量的高分子溶液，胶粒会受到保护而免于沉聚。

三、仪器和药品

1．仪器:试管、试管夹、烧杯、酒精灯、玻璃棒、电泳仪、手电筒。

2．药品:0．2mol/L FeCl₃、0．01mol/L KI、0．01mol/L AgNO₃、0．2mol/L NaCl、0．2mol/L Na₂SO₄、0．2mol/L Na₃PO₄、白明胶。

四、实验内容

1．溶胶的制备

（1）Fe（OH）₃溶胶:在一个100ml烧杯中加入50ml蒸馏水，加热至沸，然后边搅拌边慢慢加入0．2mol/L FeCl₃溶液5ml，继续搅拌1分钟，观察溶液的颜色变化，保留溶胶备用。

（2）AgI溶胶:在锥形瓶中加入30ml 0．01mol/L KI溶液，然后从滴定管中把AgNO₃（0．01mol/L）溶液慢慢滴加20ml于锥形瓶中，即得AgI负溶胶（A）。

按同样方法将10ml 0．01mol/L KI溶液慢慢滴入15ml 0．01mol/L AgNO₃溶液中，即得AgI正溶胶（B）。

2．溶胶的丁铎尔效应

取一定量氢氧化铁溶胶于试管中，在黑色的背景下用手电筒照射上面所制备的溶胶。在与光束垂直方向上观察溶胶的散射现象，并解释原因。

3．溶胶的电泳现象

将U型管洗净、烘干（或用少量胶体溶液洗几次），注入本实验制备的Fe（OH）₃溶胶。静置片刻，用吸管小心加入1～2cm高的水柱（注意切勿破坏溶胶与水之间的界面），分别插入铜电极，接通电压200V直流电源，通电几分钟后，可见溶胶与水之间的界面向一极移动。判断Fe（OH）₃溶胶的带电性质。

4．溶胶的聚沉

（1）电解质对溶胶的作用:取3支试管各加入2ml本实验制备的Fe（OH）₃溶胶，然后分别滴加0．2mol/L NaCl、0．2mol/L Na₂SO₄、0．2mol/L Na₃PO₄溶液。记录发生相同程度浑浊时，所需各种电解质的量，并加以比较。

（2）正负溶胶的相互作用:将上述制得的AgI负溶胶（A）和AgI正溶胶（B）按表3－1所列比例混合，逐个观察混合后的实验现象，注意颜色变化。

表3－1　正负溶胶的相互作用

（3）加热对溶胶的作用:取1支试管，加入3ml Fe（OH）₃溶胶，慢慢加热煮沸，观察现象，解释原因。

5．高分子化合物对溶胶的保护作用

取3支试管，各加入2ml Fe（OH）₃溶胶和4滴白明胶，摇匀。然后分别加入1滴0．2mol/L NaCl、0．2mol/L Na₂SO₄、0．2mol/L Na₃PO₄溶液，振荡，观察有无沉淀生成，解释原因。

五、实验讨论

1．使溶胶聚沉的方法有哪些?为什么?

2．胶体电泳的方向有什么规律?

［注意事项］

制备溶胶的过程中，应很好地控制浓度、温度、搅拌和滴加速度。