3.吸附与胶体.doc

长江大学化学与环境工程学院实 验 教 学 教 案 用 纸实验三 吸附与胶体（4学时）一、实验目的1. 了解溶胶的制备、保护和聚沉的方法，以及胶体溶液的性质；2. 加深理解固体在溶液中的吸附作用。二、实验的重点和难点重点：溶胶的制备方法；溶胶的聚沉和保护的影响因素；固体吸附与交换作用。难点：溶胶的聚沉和保护的原因。三、实验类型 验证性四、实验原理胶体溶液（溶胶）是一种高度分散的多相体系，要制备比较稳定的胶体溶液，原则上有两种方法：一是凝聚法，即将真溶液通过化学反应或改换介质等方法来制取溶胶；另一种方法是分散法，即将大颗粒在一定条件下分散为胶粒形成溶胶。溶胶具有三大特性：丁铎尔效应、布朗运动和电泳，其中常用丁铎尔效应来区别溶胶与真溶液，用电泳来验证胶粒所带的电性。胶团的扩散双电层结构及溶剂化膜是溶胶暂时稳定的原因。若溶胶中加入电解质、加热 或加入带异电荷的溶胶，都会破坏胶团的双电层结构及溶剂化膜，导致溶胶的聚沉，电解质使溶胶聚沉的能力主要取决于与胶粒所带电荷相反的离子电荷数，电荷数越大，聚沉能力越强。 液体中固体小颗粒具有比较大的表面能，易吸引液体中的分子或离子落到它的表面以降低自己的表面能，此过程称为吸附。五、实验用品仪器：观察丁铎尔效应和电泳的装置、普通过滤装置、常用玻璃仪器等。药品：品红溶液、饱和S的C2H5OH溶液、明胶 0.5%、HAc 6molL -1、H2S饱和溶液酒石酸锑钾0.5%、(NH4)2C2O4 0.5 molL -1、NaOH 6molL -1、NaCl 0.5molL -1、AlCl3 0.01molL-1 NH4Ac 1 molL -1、FeCl3 2%、BaCl2 0.01molL -1、K3Fe(CN)6 0.01molL -1、KNO3 0.1molL -1 长江大学化学与环境工程学院实 验 教 学 教 案 用 纸NaCl 2 molL -1、Mg试剂、K2SO4 0.01molL -1、K4Fe(CN)6 0.02 molL -1。其它：土壤样品、滤纸、活性炭。六、实验内容1. 溶胶的制备（保留本实验所得的各种溶胶供下面实验用） （1）凝聚法 改变溶剂法制备硫溶胶 在盛有4mL蒸馏水的试管中，滴加4滴饱和硫的C2H5OH 溶液，边加边振荡试管，观察所得硫溶胶的颜色。 利用水解反应制备Fe(OH)3溶胶 取25mL的蒸馏水于100mL烧杯中，加热煮沸，逐 滴加入4mL 2% FeCl3溶液并不断搅拌，继续煮沸12 min，观察溶液颜色的变化。 利用复分解反应制备Sb2S3溶胶 取20mL 0.5%酒石酸锑钾溶液于100mL烧杯中，逐 滴加入新配制的饱和H2S溶液，并不断搅拌，直至溶液变为橙红色为止。（2）分散法取3mL 2% FeCl3溶液注入试管中，加入lmL 0.02 molL -1的K4Fe(CN)6溶液，用滤纸过滤，并以少量的蒸馏水洗涤沉淀，滤液即为普鲁士蓝溶胶。2. 溶胶的性质 （1）溶胶的光学性质-丁铎尔效应（取前面自制的溶胶观察其现象，解释所观察到 的现象）。（2）溶胶的电学性质-电泳（演示）。3. 溶胶的聚沉及其保护 （1）电解质对溶胶的聚沉作用 取三支试管，各加入2mL Sb2S3溶胶（自制），分别向各试管中逐滴加入0.01molL1 的A1C13、0.01molL1 BaCl2和0.5molL1 NaCl溶液，边加边振荡，直至出现聚沉现象为止，记录溶胶出现聚沉所需的电解质溶液的滴数，并解释之。 在三支试管中，各加入2mL Fe(OH)3溶胶，并分别滴加0.01molL1的K3Fe(CN) 6、K2SO4和2molL1 NaCl溶液边加边振荡，直至出现聚沉现象为止，记下溶胶出现聚沉时所需长江大学化学与环境工程学院实 验 教 学 教 案 用 纸各种电解质溶液的滴数，比较三种电解质的聚沉能力，并解释之。（2）加热对溶胶的聚沉作用 取2mL Sb2S3溶胶于试管中，加热至沸，观察颜色有何变化，静置冷却，观察有何现象， 并加以解释。（3）异电荷溶胶的相互聚沉 取一支试管，分别加入l mL Fe(OH)3溶胶和l mL的Sb2S3溶胶混合，振荡试管，观察现象，并加以解释。（4）高分子溶液对溶胶的保护作用 取两支试管，各加入2mL Fe(OH)3溶胶及2滴0.5%的明胶，振荡试管，然后分别滴 加 0.01molL1的 K3Fe(CN)6和 K2SO4溶液，观察聚沉时所需电解质的量，与前面3.（1）实验进行比较，并加以解释。 取2支试管，各加入Sb2S3溶胶及2滴0.5%明胶溶液，振荡试管，然后分别逐滴加入0.01molL1的 AlC13、BaCl2溶液，直至有沉淀出现为止，记录各电解质所需的滴数，与实步骤3.（1）实验相比较，并加以解释。4. 固体在溶液中的吸附与交换作用 （1）吸附作用在一支试管中加入10滴蒸馏水，再加入12滴品红溶液，此时溶液呈红色，加入少许活性炭，振荡12 min后，过滤，观察溶液是否还有颜色，并加以解释。（2）交换作用在两只100mL烧杯中，各取土样2g，一只烧杯中加入10mL 1 molL1NH4Ac溶液另一只烧杯中，加入10 mL蒸馏水。用玻璃棒搅拌，使土和溶液充分混合，便于进行交换作用。静置片刻，使土沉下，用过滤法将溶液过滤于试管中，滤液做以下检验用。 Ca2+离子的检验 各取56滴上述滤液于两支试管中，加入2滴6molL -1 HAc酸化， 微热，然后加入24滴 0.5 molL -1（NH4）2C2O4溶液，若有白色沉淀产生，表示土壤中的Ca2+被交换出来。长江大学化学与环境工程学院实 验 教 学 教 案 用 纸 Mg2+离子的检验 各取 56滴上述滤液于两支试管中，加入2滴6 molL -1的NaOH， 若有沉淀生成，观察沉淀的颜色，再加12滴镁试剂1，若沉淀变成天蓝色，表示镁离子被交换出来，比较两个实验的现象