石工10-6班+无机电解质的聚沉作用与高分子的絮凝作用+3.doc

中国石油大学（化学原理二）实验报告
实验日期：2011/10/26 成绩：
班级： 石工10-6班 学号： 姓名： 教师： 于老师
同组者：

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则。
3. 了解水溶性高分子对溶胶的絮凝作用。
二． 实验原理
1. 无机电解质的聚沉作用 溶胶由于失去聚结稳定性进而失去动力稳定性的整个过程叫聚沉。电解质可以使溶胶发生聚沉。原因是电解质能使溶胶的§电势下降且电解质的浓度越高§电势下降幅 度越大。当§电势下降至某一数值时，溶胶就会失去聚结稳定性，进而发生聚沉。
不同电解质对溶胶有不同的聚沉能力，常用聚沉值来表示。聚沉值是指一定时间内， 能使溶胶发生明显聚沉的电解质的最低浓度。聚沉值越大，电解质对溶胶的聚沉能力越 小。
聚沉值的大小与电解质中与溶胶所带电荷符号相反的离子的价数有关。这种相反符 号离子的价数越高，电解质的聚沉能力越大。叔采－哈迪(SchlZe--Hardy)分别研究了 电解质对不同溶胶的聚沉值，并归纳得出了聚沉离子的价数与聚沉值的关系：
M+:M+2:M+3＝（25～150）：（0.5～2）：（0.01～0.1）
这个规律称为叔采－哈迪规则。
2. 相互聚沉现象 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。

4. 高分子的絮凝作用 当高分子的浓度很低时，高分子主要表现为对溶胶的絮凝作用。絮凝作用是由于高分子对溶胶胶粒的“桥联”作用产生的。“桥联”理论认为：在高分子浓度很低时，高 分子的链可以同时吸附在几个胶体粒子上，通过“架桥”的方式将几个胶粒连在一起， 由于高分子链段的旋转和振动，将胶体粒子聚集在一起而产生沉降。

三． 实验仪器和药品
1.仪器
722 分光光度计，100mL 锥形瓶 6 个，10mL 微量滴定管 3 支，5mL、10mL 移液管各 2 支，10mL 试管 6 支，20mL 试管 4 支，50mL 具塞量筒 10 个，50mL、100mL 烧杯各 1 个。
2.药品
0.01mol/L KCL，0.001mol/L K2SO4，0.001mol/L K3(COO)3C3H4OH，Fe(OH)3 溶胶，粘 土溶胶。
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 中 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。

表一：不同电解质对溶胶的聚沉作用记录

Fe(OH)3溶胶

电解质
电解质溶液浓度（mol/L）
加入滴数
/滴
所用电解质溶液体积（mL）
KCL
2
46
2.30
K2SO4
0.01
6
0.30
K3(COO)3C3H4OH
0.001
5
0.25
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 10－2 用量加入 Fe(OH)3 溶胶。然后在所有试管中加入粘土电中性溶胶，使每支试管内的溶胶总体积为 6mL。摇动每支试管，静止 10分钟， 记下每支试管中的聚沉现象。
表二：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
0.1
0.5
1
3
5
5.5
粘土溶胶
5.9
5.5
5
3
1
0.5

聚沉现象
无明显现象
分层，有聚沉物，但无红棕色聚沉物
溶液分层,上层约有0.5cm清液.
溶液分层最明显，上层清液约2ml,下层为橙红色浑浊，有些许红棕色沉淀。
分层很快，溶液聚沉,红棕色聚沉物有但是量不多。
分层，上层聚沉不太明显，下层红棕色聚沉物有但量少
3.高分子的絮凝作用
取 3 个 50mL 内径相近的具塞量筒，用移液管分别加入 30mL 粘土溶胶，按下表分 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， 来回翻到 10 次，静止2分钟，观察现象

表三:HPAM 对粘土溶胶的絮凝作用记录表
试粘土溶解
30ml
30ml
30ml
Php加量
2滴
10滴
40滴
现象
聚沉速度最慢，分层后上层液体不够清澈，还有些许浑浊。下层10ml左右。
聚沉速度较快，分层后上层液比前面一种清澈，比后一种浑浊，下层液体9ml左右。
聚沉速度最快，分层后上层为澄清液体，下层8ml左右。
五． 处理结果
1.记录如上各表所示。
2.由实验1和2可知氢氧化铁溶胶带正电，粘土溶胶带负电。
3.CL-:SO42-:（COO）3C3H4OH3- 约为160：0.6：0.04，与叔采—哈迪规则拟合较好。
六． 思考题
1.为什么Fe(OH)3必须透析后才能进行絮凝试验？
答：因为絮凝作用与离子有关，若不先进行透析，Fe(OH)3中带有的离子就会参与絮凝作用，给实验带来干扰，从而不能分析出所加离子的絮凝作用。
2.不同的电解质对同一溶胶的聚沉值是否一样，为什么?
答：不一样；因为电解质的聚沉能力与其所含相反粒子的价数有关，价数越高，聚沉值应越小。
3.当高分子在溶胶的浓度较高时会出现什么现象？
答：无明显现象，不会使胶体发生絮凝现象。高分子浓度较高时，溶胶的粘度会增加，因此会提高胶体的动力稳定性，不利于胶体的聚沉，因此，高分子浓度较高时，胶体反而会稳定的。