膠體化學(xué)實(shí)驗(yàn)講義

1、（2014版）北京林業(yè)大學(xué)化學(xué)教研室編制膠體化學(xué)實(shí)驗(yàn)講義第一節(jié) 膠體化學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的和要求一、 膠體化學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的和要求膠體化學(xué)實(shí)驗(yàn)是膠體化學(xué)課的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，是膠體化學(xué)課程的重要組成部分。它通過一些典型的和具體的實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生掌握膠體化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本方法和技能，鞏固和加強(qiáng)對(duì)膠體化學(xué)概念、原理的理解，提高靈活運(yùn)用膠體化學(xué)知識(shí)的能力。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，正確記錄和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確分析和歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)果，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和實(shí)事求是的工作作風(fēng)。養(yǎng)成一個(gè)良好的習(xí)慣是培養(yǎng)優(yōu)秀的科學(xué)工作者的開始。因此，學(xué)生要以嚴(yán)肅認(rèn)真的態(tài)度，嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)的要求做好每一個(gè)實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)以組為單位進(jìn)行一般3-5人一組

2、。每個(gè)小組要選出一個(gè)小組長(zhǎng)負(fù)責(zé)安排整個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)分工，并控制實(shí)驗(yàn)流程，保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。同學(xué)之間要團(tuán)結(jié)協(xié)作、互相學(xué)習(xí)、共同進(jìn)步。具體來說，一次完整的膠體化學(xué)實(shí)驗(yàn)包括三個(gè)部分：實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告。1、 實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)1 按規(guī)定時(shí)間進(jìn)行預(yù)習(xí)。實(shí)驗(yàn)前要認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，仔細(xì)了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?，熟悉所用儀器的性能和操作方法。2 寫出預(yù)習(xí)報(bào)告。A.包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?、儀器和藥品、原理和實(shí)驗(yàn)步驟。 B.原理寫出與實(shí)驗(yàn)相關(guān)最關(guān)鍵部分即可。C.實(shí)驗(yàn)操作步驟和注意事項(xiàng)不要抄實(shí)驗(yàn)講義，寫出主要操作和注意事項(xiàng)。 D.具體操作步驟中涉及基本操作的，要查閱相關(guān)資料，整理書寫。 E.講義中有問題的地方要在預(yù)習(xí)報(bào)告中

3、思考回答。 F.有可以事先計(jì)算的表格要先填寫好。3 沒有預(yù)習(xí)報(bào)告者，不得進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。預(yù)習(xí)報(bào)告用A4實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙書寫，不許打印。2、 實(shí)驗(yàn)操作1 先做好各種準(zhǔn)備工作，記錄實(shí)驗(yàn)條件，如室溫、大氣壓等。進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室先核查儀器和藥品，如有短缺或損壞，應(yīng)該立即提出，以便補(bǔ)充或修理。儀器裝置和線路安裝好以后，須經(jīng)檢查無誤后，方可接通電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不得擅自試驗(yàn)或拆卸。2 實(shí)驗(yàn)開始前在討論基礎(chǔ)上，由小組長(zhǎng)確認(rèn)實(shí)驗(yàn)流程和分工。3 實(shí)驗(yàn)開始后，要仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)條件，詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)過程中如遇儀器損壞，應(yīng)該立即報(bào)告老師，檢查原因，并登記損壞情況。4 要有良好的實(shí)驗(yàn)作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。做到儀器擺放合

4、理，實(shí)驗(yàn)臺(tái)清潔整齊，實(shí)驗(yàn)操作有條有理，數(shù)據(jù)記錄一絲不茍；還要積極思維，善于發(fā)現(xiàn)和解決實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的各種問題。出現(xiàn)問題時(shí)，組內(nèi)同學(xué)要相互幫組，商量解決；出現(xiàn)異常情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)與指導(dǎo)教師商量解決。5 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，一個(gè)小組出一份整理好的原始實(shí)驗(yàn)記錄，再拍照一份存檔，交指導(dǎo)教師審查，經(jīng)簽字同意后，方可折除實(shí)驗(yàn)裝置、洗凈儀器，整理好各自實(shí)驗(yàn)臺(tái)面后離開實(shí)驗(yàn)室。6 值日生要認(rèn)真負(fù)責(zé)。3、 實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)結(jié)束后及時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求獨(dú)立完成，并注意以下幾點(diǎn)：1 需同時(shí)交電子版和打印紙質(zhì)版實(shí)驗(yàn)報(bào)告，組長(zhǎng)還需提交電子版原始實(shí)驗(yàn)記錄。電子版報(bào)告命名格式為“實(shí)驗(yàn)幾-學(xué)號(hào)-班級(jí)-名字”發(fā)送到li

5、mingyan55中，2 實(shí)驗(yàn)報(bào)告包括表格化的原始數(shù)據(jù)的記錄和處理中間過程，涉及多數(shù)據(jù)擬合的還需給出擬合數(shù)據(jù)圖；3 數(shù)據(jù)記錄要有表頭，注意單位標(biāo)識(shí)，記錄數(shù)據(jù)要符合測(cè)量精度，數(shù)學(xué)運(yùn)算要符合有效數(shù)字運(yùn)算規(guī)則；4 擬合數(shù)據(jù)圖中要有圖名、坐標(biāo)軸標(biāo)識(shí)、原始數(shù)據(jù)散點(diǎn)、擬合直線或曲線并標(biāo)出擬合方程和相關(guān)系數(shù)；一張圖上有多組數(shù)據(jù)的要給出不同數(shù)據(jù)的標(biāo)識(shí)。5 在實(shí)驗(yàn)報(bào)告最后寫出實(shí)驗(yàn)心得，包括實(shí)驗(yàn)收獲、對(duì)自己本次實(shí)驗(yàn)情況的評(píng)價(jià)，以及對(duì)該課程實(shí)驗(yàn)的意見和建議。4、 良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣如：不得任意搬動(dòng)儀器開關(guān)、旋轉(zhuǎn)儀器旋鈕和裝置上的活塞；注意維護(hù)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的整潔，不在實(shí)驗(yàn)室吃東西，不亂扔廢棄物；不大聲喧嘩，走路腳步要輕，東西

6、輕拿輕放；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后主動(dòng)打掃桌面、地面，歸置儀器藥品；損壞儀器要及時(shí)報(bào)告老師，并按規(guī)定賠償；要珍惜藥品、愛護(hù)儀器，樹立愛護(hù)國(guó)家財(cái)產(chǎn)的觀念；協(xié)助教師檢查實(shí)驗(yàn)室門、窗、水、電是否關(guān)好。二、 膠體化學(xué)實(shí)驗(yàn)的安全防護(hù)安全關(guān)系到個(gè)人身體，關(guān)系到個(gè)人生命；安全關(guān)系到實(shí)驗(yàn)室和國(guó)家財(cái)產(chǎn)的安全；安全關(guān)系到培養(yǎng)良好的工作作風(fēng)，保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室里，安全是非常重要的，它常常潛藏著諸如發(fā)生爆炸、著火、中毒、灼傷、割傷、觸電等事故的危險(xiǎn)性。如何來防止這些事故的發(fā)生以及萬一發(fā)生如何來急救，都是每一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)工作者必須具備的素質(zhì)。這些內(nèi)容在先行的化學(xué)實(shí)驗(yàn)課中均已反復(fù)地作了介紹。本節(jié)主要結(jié)合物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)介紹

7、安全用電常識(shí)及使用化學(xué)藥品的安全防護(hù)等知識(shí)。1. 安全用電常識(shí) 膠體化學(xué)實(shí)驗(yàn)使用電器較多，特別要注意安全用電。表緒-1給出了50Hz交流電在不同電流強(qiáng)度時(shí)通過人體產(chǎn)生的反應(yīng)情況。表-1 不同電流強(qiáng)度時(shí)的人體反應(yīng)電流強(qiáng)度/mA110102525100100以上人體反應(yīng)麻木感肌肉強(qiáng)烈收縮呼吸困難，甚至停止呼吸心臟心室纖維性顫動(dòng)，死亡違章用電可能造成儀器設(shè)備損壞、火災(zāi)、甚至人身傷亡等嚴(yán)重事故。為了保障人身安全，一定要遵守安全用電規(guī)則：(1) 防止觸電 不用潮濕的手接觸電器。 一切電源裸露部分應(yīng)有絕緣裝置，所有電器的金屬外殼都應(yīng)接上地線。 實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先連接好電路再接通電源；修理或安裝電器時(shí)，應(yīng)先切斷電

8、源；實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，先切斷電源再拆線路。 不能用試電筆去試高壓電。使用高壓電源應(yīng)有專門的防護(hù)措施。 如有人觸電，首先應(yīng)迅速切斷電源，然后進(jìn)行搶救。(2) 防止發(fā)生火災(zāi)及短路 電線的安全通電量應(yīng)大于用電功率；使用的保險(xiǎn)絲要與實(shí)驗(yàn)室允許的用電量相符。 室內(nèi)若有氫氣、煤氣等易燃易爆氣體，應(yīng)避免產(chǎn)生電火花。繼電器工作時(shí)、電器接觸點(diǎn)接觸不良時(shí)及開關(guān)電閘時(shí)易產(chǎn)生電火花，要特別小心。 如遇電線起火，立即切斷電源，用沙或二氧化碳、四氯化碳滅火器滅火，禁止用水或泡沫滅火器等導(dǎo)電液體滅火。 電線、電器不要被水淋濕或浸在導(dǎo)電液體中；線路中各接點(diǎn)應(yīng)牢固，電路元件兩端接頭不要互相接觸，以防短路。(3) 電器儀表的安全使用

9、使用前先了解電器儀表要求使用的電源是交流電還是直流電；是三相電還是單相電以及電壓的大小(如380V、220V、6V)。須弄清電器功率是否符合要求及直流電器儀表的正、負(fù)極。 儀表量程應(yīng)大于待測(cè)量。待測(cè)量大小不明時(shí)，應(yīng)從最大量程開始測(cè)量。實(shí)驗(yàn)前要檢查線路連接是否正確，經(jīng)教師檢查同意后方可接通電源。 在使用過程中如發(fā)現(xiàn)異常，如不正常聲響、局部溫度升高或嗅到焦味，應(yīng)立即切斷電源，并報(bào)告教師進(jìn)行檢查。2. 使用化學(xué)藥品的安全防護(hù) (1) 防毒實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)了解所用藥品的毒性及防護(hù)措施。操作有毒性化學(xué)藥品應(yīng)在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行，避免與皮膚接觸；劇毒藥品應(yīng)妥善保管并小心使用。不要在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)喝水、吃東西；離開實(shí)驗(yàn)室時(shí)要

10、洗凈雙手。(2) 防爆可燃?xì)怏w與空氣的混合物在比例處于爆炸極限時(shí)，受到熱源(如電火花)誘發(fā)將會(huì)引起爆炸。一些氣體的爆炸極限見表緒-2。表-2 與空氣相混合的某些氣體的爆炸極限(20,101325Pa)表氣體爆炸高限/體積%爆炸低限/體積%氣體爆炸高限/體積%爆炸低限/體積%氫乙烯乙炔苯乙醇乙醚丙酮 74.2 28.6 80.0 6.8 19.0 36.5 12.8 4.02.82.51.43.31.92.6醋 酸乙酸乙酯一氧化碳水 煤 氣煤 氣氨11.474.2723227.04.12.212.57.05.315.5因此使用時(shí)要盡量防止可燃性氣體逸出，保持室內(nèi)通風(fēng)良好；操作大量可燃性氣體時(shí)，嚴(yán)

11、禁使用明火和可能產(chǎn)生電火花的電器，并防止其它物品撞擊產(chǎn)生火花。另外，有些藥品如乙炔銀、過氧化物等受震或受熱易引起爆炸，使用時(shí)要特別小心；嚴(yán)禁將強(qiáng)氧化劑和強(qiáng)還原劑放在一起；久藏的乙醚使用前應(yīng)除去其中可能產(chǎn)生的過氧化物；進(jìn)行易發(fā)生爆炸的實(shí)驗(yàn)，應(yīng)有防爆措施。(3) 防火許多有機(jī)溶劑如乙醚、丙酮等非常容易燃燒，使用時(shí)室內(nèi)不能有明火、電火花等。用后要及時(shí)回收處理，不可倒入下水道，以免聚集引起火災(zāi)。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)不可存放過多這類藥品。另外，有些物質(zhì)如磷、金屬鈉及比表面很大的金屬粉末(如鐵、鋁等)易氧化自燃，在保存和使用時(shí)要特別小心。實(shí)驗(yàn)室一旦著火不要驚慌，應(yīng)根據(jù)情況選擇不同的滅火劑進(jìn)行滅火。以下幾種情況不能用水

12、滅火： 有金屬鈉、鉀、鎂、鋁粉、電石、過氧化鈉等時(shí)，應(yīng)用干沙等滅火。 密度比水小的易燃液體著火，采用泡沫滅火器。 有灼燒的金屬或熔融物的地方著火時(shí)，應(yīng)用干沙或干粉滅火器。 電器設(shè)備或帶電系統(tǒng)著火，用二氧化碳或四氯化碳滅火器。(4) 防灼傷強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑、溴、磷、鈉、鉀、苯酚、冰醋酸等都會(huì)腐蝕皮膚，特別要防止濺入眼內(nèi)。液氧、液氮等低溫也會(huì)嚴(yán)重凍傷皮膚，使用時(shí)要小心。萬一凍傷應(yīng)及時(shí)治療。3. 汞的安全使用 汞中毒分急性和慢性兩種。急性中毒多為高汞鹽(如HgCl2)入口所致，0.10.3g即可致死。吸入汞蒸氣會(huì)引起慢性中毒，癥狀為食欲不振、惡心、便秘、貧血、骨骼和關(guān)節(jié)疼痛、精神衰弱等。汞蒸氣的

13、最大安全濃度為0.1mg·m-3，而20時(shí)汞的飽和蒸氣壓約為0.16Pa，超過安全濃度130倍。所以使用汞必須嚴(yán)格遵守下列操作規(guī)定：(1) 儲(chǔ)汞的容器要用厚壁玻璃器皿或瓷器，在汞面上加蓋一層水，避免直接暴露于空氣中，同時(shí)應(yīng)放置在遠(yuǎn)離熱源的地方。一切轉(zhuǎn)移汞的操作，應(yīng)在裝有水的淺瓷盤內(nèi)進(jìn)行。(2) 裝汞的儀器下面一律放置淺瓷盤，防止汞滴散落到桌面或地面上。萬一有汞掉落，要先用吸汞管盡可能將汞珠收集起來，然后把硫磺粉撒在汞濺落的地方，并摩擦使之生成HgS，也可用KMnO4溶液使其氧化。擦過汞的濾紙等必須放在有水的瓷缸內(nèi)。(3) 使用汞的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)有良好的通風(fēng)設(shè)備；手上若有傷口，切勿接觸汞。4

14、. X射線的防護(hù)X射線被人體組織吸收后，對(duì)健康是有害的。一般晶體X射線衍射分析用的軟X射線(波長(zhǎng)較長(zhǎng)、穿透能力較低)比醫(yī)院透視用的硬X射線(波長(zhǎng)較短、穿透能力較強(qiáng))對(duì)人體組織傷害更大。輕的造成局部組織灼傷，重的可造成白血球下降，毛發(fā)脫落，發(fā)生嚴(yán)重的射線病。但若采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施，上述危害是可以防止的。最基本的一條是防止身體各部位(特別是頭部)受到X射線照射，尤其是直接照射。因此X光管窗口附近要用鉛皮(厚度在1mm以上)擋好，使X射線盡量限制在一個(gè)局部小范圍內(nèi)；在進(jìn)行操作(尤其是對(duì)光)時(shí)，應(yīng)戴上防護(hù)用具(特別是鉛玻璃眼鏡)；暫時(shí)不工作時(shí)，應(yīng)關(guān)好窗口；非必要時(shí)，人員應(yīng)盡量離開X光實(shí)驗(yàn)室。室內(nèi)應(yīng)保持

15、良好通風(fēng)，以減少由于高電壓和X射線電離作用產(chǎn)生的有害氣體對(duì)人體的影響。三、 膠體化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的有效數(shù)字及數(shù)據(jù)處理1. 有效數(shù)字 當(dāng)我們對(duì)一個(gè)測(cè)量的量進(jìn)行記錄時(shí)，所記數(shù)字的位數(shù)應(yīng)與儀器的精密度相符合，即所記數(shù)字的最后一位為儀器最小刻度以內(nèi)的估計(jì)值，稱為可疑值，其它幾位為準(zhǔn)確值，這樣一個(gè)數(shù)字稱為有效數(shù)字，它的位數(shù)不可隨意增減。在間接測(cè)量中，須通過一定公式將直接測(cè)量值進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算中對(duì)有效數(shù)字位數(shù)的取舍應(yīng)遵循如下規(guī)則：(1) 誤差一般只取一位有效數(shù)字，最多兩位。(2) 有效數(shù)字的位數(shù)越多，數(shù)值的精確度也越大，相對(duì)誤差越小。(3) 若第一位的數(shù)值等于或大于8，則有效數(shù)字的總位數(shù)可多算一位，如9.23雖然

16、只有三位，但在運(yùn)算時(shí)，可以看作四位。(4) 運(yùn)算中舍棄過多不定數(shù)字時(shí)，應(yīng)用“4舍6入，逢5尾留雙”的法則。(5) 在加減運(yùn)算中，各數(shù)值小數(shù)點(diǎn)后所取的位數(shù)，以其中小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少者為準(zhǔn)。(6) 在乘除運(yùn)算中，各數(shù)保留的有效數(shù)字，應(yīng)以其中有效數(shù)字最少者為準(zhǔn)。(7) 在乘方或開方運(yùn)算中，結(jié)果可多保留一位。(8) 對(duì)數(shù)運(yùn)算時(shí)，對(duì)數(shù)中的首數(shù)不是有效數(shù)字，對(duì)數(shù)的尾數(shù)的位數(shù)，應(yīng)與各數(shù)值的有效數(shù)字相當(dāng)。(9) 算式中，常數(shù)，e及乘子和某些取自手冊(cè)的常數(shù)，如阿佛加德羅常數(shù)、普朗克常數(shù)等，不受上述規(guī)則限制，其位數(shù)按實(shí)際需要取舍。2. 數(shù)據(jù)處理膠體化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表示法主要有如下三種方法：列表法、作圖法和數(shù)學(xué)方程式法

17、。1.） 列表法 將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列成表格，排列整齊，使人一目了然。這是數(shù)據(jù)處理中最簡(jiǎn)單的方法，列表時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 表格要有名稱。 每行(或列)的開頭一欄都要列出物理量的名稱和單位，并把二者表示為相除的形式。因?yàn)槲锢砹康姆?hào)本身是帶有單位的，除以它的單位，即等于表中的純數(shù)字。 數(shù)字要排列整齊，小數(shù)點(diǎn)要對(duì)齊，公共的乘方因子應(yīng)寫在開頭一欄與物理量符號(hào)相乘的形式，并為異號(hào)。 表格中表達(dá)的數(shù)據(jù)順序?yàn)椋河勺蟮接?，由自變量到因變量，可以將原始?shù)據(jù)和處理結(jié)果列在同一表中，但應(yīng)以一組數(shù)據(jù)為例，在表格下面列出算式，寫出計(jì)算過程。2.）作圖法 作圖法可更形象地表達(dá)出數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，如極大值、極小值、拐點(diǎn)等，并可進(jìn)一步用

18、圖解求積分、微分、外推、內(nèi)插值。作圖應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：1 圖要有圖名。例如“l(fā)nKp1/T圖”，“Vt圖”等。2 適當(dāng)選擇坐標(biāo)比例，以表達(dá)出全部有效數(shù)字為準(zhǔn)，即最小的毫米格內(nèi)表示有效數(shù)字的最后一位。每厘米格代表1，2，5為宜，切忌3，7，9。如果作直線，應(yīng)正確選擇比例，使直線呈45°傾斜為好。3 坐標(biāo)原點(diǎn)不一定選在零，應(yīng)使所作直線與曲線勻稱地分布于圖面中。在兩條坐標(biāo)軸上每隔1cm或2cm均勻地標(biāo)上所代表的數(shù)值，而圖中所描各點(diǎn)的具體坐標(biāo)值不必標(biāo)出。3.） 數(shù)學(xué)方程式法將一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用數(shù)學(xué)方程式表達(dá)出來是最為精練的一種方法。它不但方式簡(jiǎn)單而且便于進(jìn)一步求解，如積分、微分、內(nèi)插等。此法首先要

19、找出變量之間的函數(shù)關(guān)系，然后將其線性化，進(jìn)一步求出直線方程的系數(shù)斜率m和截距b，即可寫出方程式。也可將變量之間的關(guān)系直接寫成多項(xiàng)式，通過計(jì)算機(jī)曲線擬合求出方程系數(shù)。常用的數(shù)值處理軟件包括excel、origin、matlab等，可同時(shí)配合作圖法形象表達(dá)出擬合結(jié)果與測(cè)量數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)一 溶膠的制備、凈化、穩(wěn)定性測(cè)定及電泳一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 利用不同的方法制備膠體溶液，并用熱滲析法進(jìn)行純化。2. 了解膠體的光學(xué)性質(zhì)和電學(xué)性質(zhì)。3. 研究電解質(zhì)對(duì)憎液膠體穩(wěn)定性的影響。4. 掌握電泳法測(cè)定動(dòng)電勢(shì)的原理和方法。5. 加強(qiáng)對(duì)電泳性質(zhì)和動(dòng)電勢(shì)的理解。二、實(shí)驗(yàn)原理固體以膠體分散程度分散在液體介質(zhì)中即組成憎

20、液溶膠。憎液溶膠的基本特征有三個(gè)：（1） 膠體是多相體系，相界面很大。（2） 膠粒的大小在幾個(gè)納米至幾百納米之間。（3） 膠體是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，要依靠穩(wěn)定劑使其形成離子或分子吸附層，才能得到暫時(shí)的穩(wěn)定體系。憎液溶膠的制備方法可分為兩類：（1） 分散法 把較大的物質(zhì)顆粒變?yōu)槟z體大小的質(zhì)點(diǎn)，常用的分散法有：u 研磨法 常用的研磨機(jī)械有球磨機(jī)、沙子磨和膠體磨，可將分散相研細(xì)。u 電弧法 以金屬為電極通電產(chǎn)生電弧，金屬受高熱變成蒸汽，并在液體中凝聚成膠體質(zhì)點(diǎn)。u 超聲波法 利用超聲波場(chǎng)的空化作用，將物質(zhì)撕碎成細(xì)小的質(zhì)點(diǎn)，它適用于分散硬度低的物質(zhì)或制備乳狀液。u 膠溶法 膠溶法不是將大塊相分散成膠體粒

21、子，而是將暫時(shí)凝聚起來的膠體粒子重新分開而形成膠體溶液。（2） 凝聚法u 凝結(jié)物質(zhì)的蒸汽。u 變換分散介質(zhì)，即利用一種物質(zhì)在不同溶劑中溶解度相差懸殊的特殊性來制備溶膠。u 改變實(shí)驗(yàn)條件如降低溫度，使原來溶解的物質(zhì)變成不溶物。u 化學(xué)法 凡能生成不溶產(chǎn)物的復(fù)分解反應(yīng)、水解反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)等，在適當(dāng)?shù)臐舛群推渌鼦l件下，均可制取憎液溶膠。制成的膠體溶液中常有其它雜質(zhì)如離子等存在，這不利于溶膠的穩(wěn)定存在，因此必須加以純化，常用的純化方法是半透膜滲析法。滲析時(shí)用半透膜隔開膠體溶液和純?nèi)軇?，膠體溶液中的雜質(zhì)，如電解質(zhì)及小分子能透過半透膜進(jìn)入溶劑中，膠粒卻不能透過，如果不斷更換溶劑，則可把膠體溶液中的雜質(zhì)

22、離子除去。為提高滲析速度，可采用熱滲析或電滲析的方法。膠粒大小的分布隨著制備條件和存放時(shí)間而異。不同大小的膠粒對(duì)光的散射性質(zhì)不同。當(dāng)溶膠散射符合瑞利公式時(shí)，散射光強(qiáng)度與入射光波長(zhǎng)四次方成反比。當(dāng)白光穿過溶膠體系時(shí)，波長(zhǎng)短的藍(lán)紫光散射強(qiáng)度大，故散射光呈淡藍(lán)色，透射光則成長(zhǎng)波端的淡紅色，然而真溶液的散射光卻極弱。從散射光和透射光顏色的變化，可看出膠粒大小變化的情況。由于膠粒能散射光，黑暗中當(dāng)一束光透過膠體溶液時(shí)，在側(cè)面可看到“光路”，即丁達(dá)爾現(xiàn)象。根據(jù)此性質(zhì)可判斷一清亮透明的溶液是膠體溶液還是真溶液。膠體穩(wěn)定的原因是膠體具有聚結(jié)穩(wěn)定性，即膠體表面帶有電荷以及膠粒表面溶劑化層的存在，研究膠粒的電性，

23、能深入了解膠粒形成過程和膠粒的結(jié)構(gòu)。憎水膠體的穩(wěn)定性主要決定于膠粒表面電荷的多少（的大?。?，加入過量的電解質(zhì)能促使憎水溶膠聚沉，聚沉能力的大小通常用“聚沉值”表示。聚沉值的定義為：是溶膠發(fā)生聚沉?xí)r需要的電解質(zhì)的最小濃度值。其單位通常用10-3mol.dm-3表示。膠粒是帶電的質(zhì)點(diǎn)，即帶有過剩的負(fù)電荷或正電荷，這是由于膠粒從分散介質(zhì)中按法揚(yáng)斯規(guī)則吸附?jīng)Q定電勢(shì)的離子或膠體粒子本身解離而產(chǎn)生的。AgI僅能微溶于水（9.7×10-7mol.dm-3）。當(dāng)硝酸銀溶液與易溶于水的碘化物等量混合時(shí)，可析出沉淀。但是如果混合稀溶液并且使其中之一過剩，則不產(chǎn)生沉淀，而形成膠體溶液，膠體溶液的性質(zhì)和過剩

24、的離子種類有關(guān)。在此，膠粒的電荷是由于過剩的離子被AgI吸附，在AgNO3過剩時(shí)，得正電性的膠團(tuán)，其結(jié)構(gòu)為 (AgI) m. nAg+.( n - x) NO3-x+.x NO3-在KI過剩時(shí)，得負(fù)電性的膠團(tuán)，其結(jié)構(gòu)為 (AgI) m .nI- .( n - x)K+x-.xK+起聚沉作用的主要是與膠體粒子電性相反的離子，一般說來，反號(hào)離子的聚沉能力是三價(jià)離子二價(jià)離子一價(jià)離子，但是并不成簡(jiǎn)單的比例。正常電解質(zhì)的聚沉值與膠粒的反離子的價(jià)數(shù)的6次方成反比，即舒茨哈代規(guī)則。親液溶膠（如動(dòng)物膠、蛋白質(zhì)等高分子溶液）的穩(wěn)定性主要決定于膠粒表面的溶劑化層，因此加入少量鹽類不會(huì)引起明顯的沉淀。但若加入酒精等

25、能與溶劑緊密結(jié)合的物質(zhì)，則能使親液膠體聚沉。親液溶膠的聚沉常常是可逆的，即加入過多的酒精物質(zhì)時(shí)，聚沉的親液溶膠又能自動(dòng)地轉(zhuǎn)變?yōu)槟z體溶液。如果將親液膠體加入憎液膠體中，則在絕大多數(shù)情況下，可以增加憎液溶膠對(duì)電解質(zhì)的穩(wěn)定性，這種現(xiàn)象稱為保護(hù)作用。保護(hù)作用可以通過聚沉值的增加顯示出來。 憎液溶膠是一個(gè)多相體系，如果膠粒形成帶電的雙電層結(jié)構(gòu)就會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差，即電動(dòng)電勢(shì)（電勢(shì)）。電勢(shì)和膠體的穩(wěn)定性密切相關(guān)，電勢(shì)的絕對(duì)值越大，膠體就越穩(wěn)定。當(dāng)電勢(shì)為零時(shí)，膠體的穩(wěn)定性最差，此時(shí)會(huì)發(fā)生聚沉現(xiàn)象。因此無論制備或破壞膠體，均需了解電勢(shì)。在外加電場(chǎng)作用下，膠粒和分散介質(zhì)反向相對(duì)移動(dòng)。分散相膠粒對(duì)分散介質(zhì)發(fā)生相對(duì)移動(dòng)的

26、現(xiàn)象稱為電泳。電勢(shì)可以通過電泳實(shí)驗(yàn)測(cè)定。已知電泳運(yùn)動(dòng)的速度公式為其中為液體相對(duì)介電常數(shù)，為液體的黏度（），E為電位梯度（），為電泳速度（）。K為與膠粒形狀等有關(guān)的常數(shù)。對(duì)于球形膠粒：，對(duì)于棒狀膠粒：。 本實(shí)驗(yàn)可將Fe(OH)3溶膠看作棒狀膠粒。對(duì)于同一溶膠體系，如果已知和（稀溶液可以近似處理為水，也可以通過其他實(shí)驗(yàn)測(cè)定），實(shí)驗(yàn)測(cè)定和E，則可計(jì)算電勢(shì)。3、 實(shí)驗(yàn)儀器和試劑電熱套及其配套電源和支架 1套磁力加熱攪拌器裝置（含攪拌子） 1套電泳儀裝置（含鉑電極和溫壓電源） 1套電導(dǎo)率儀（含鉑電極） 1套抽濾裝置 1套錐形瓶 100mL（3個(gè)）燒杯 500 mL（2個(gè)），250 mL（4個(gè)）， 100

27、 mL（3個(gè)）量筒 100mL（1個(gè)），10mL（2個(gè)）膠頭滴管 細(xì)長(zhǎng)頭型（2根，用于電泳），普通（2根）萬用表 1個(gè) 激光筆 1支棕色酸式滴定管 1支 試管 10支10mL單標(biāo)移液管 1支 玻棒 2根表面皿（與250mL燒杯適配） 1個(gè) 普通漏斗 1只透析袋（22cm） 1個(gè) 吸量管50ml 1只0.100 mol.dm-3 Na2S2O3 0.100 mol.dm-3 H2SO40.010 mol.dm-3 KI 0.010 mol.dm-3 AgNO310%FeCl3溶液 10%氨水溶液1%明膠溶液 2%松香酒精溶液1 mol.dm-3 KCl 0.001 mol.dm-3 K3Fe(C

28、N)60.010 mol.dm-3 K2SO4 5 mol.dm-3 KCl0.1 mol.dm-3 KCl 0.1 mol.dm-3 AgNO3鉻酸洗液、酒精、硫磺、凡士林酒精燈、火柴、試管夾、吸耳球、橡皮筋、棉線、剪刀、pH試紙、濾紙、試管架、2個(gè)鐵架臺(tái)（帶滴定管夾）、試管烘干器、洗瓶同學(xué)自帶：帶刻度直尺、秒表（或者具有秒表功能的手機(jī)）四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 化學(xué)反應(yīng)法制備Fe(OH)3溶膠在250 mL燒杯中放入100 mL蒸餾水，用電熱套加熱至沸（加表面皿蓋）。慢慢地滴入5 mL的10%FeCl3溶液，并不斷攪拌，加完后繼續(xù)沸騰三分鐘左右，用激光筆觀察液體中和液面上的丁達(dá)爾效應(yīng)。由于水解的結(jié)

29、果，得到棕紅色的氫氧化鐵溶膠，其結(jié)構(gòu)式表示如下 (Fe(OH)3) m. nFeO+.( n - x) Cl-x+.x Cl-2. Fe(OH)3溶膠的純化1) 透析袋的前處理把透析袋剪成適當(dāng)長(zhǎng)度（22cm）的小段備用。在250mL燒杯中放入100mL蒸餾水，再放入剪好的透析袋，用電熱套加熱至沸并繼續(xù)沸5分鐘（加表面皿蓋），用玻棒取出，用蒸餾水沖洗袋內(nèi)外，方可使用。（在對(duì)精度要求高的實(shí)驗(yàn)中，透析袋的選取時(shí)要考慮孔徑大小，取用透析袋必須戴手套，在處理過程中需加合適濃度的碳酸氫鈉和EDTA.2Na去除透析袋中的雜質(zhì)，處理后的透析袋冷卻后需置于30或者50%的酒精中，放于4冰箱待用）。2) 溶膠的純

30、化 用量筒量取60 mL制好的Fe(OH)3溶膠，用漏斗轉(zhuǎn)移到透析袋內(nèi)，用線栓住兩頭袋口（怎么栓能不漏且方便取出？）置于500mL燒杯內(nèi)，用蒸餾水滲析。用磁力加熱攪拌器加熱裝有透析袋的燒杯，保持滲析溫度在6070，30分鐘換一次水。從換下的水中取1 mL（可用帶刻度試管）檢驗(yàn)其中Cl-（用什么檢驗(yàn)？），直至不能檢查出Cl-為止。3. 化學(xué)反應(yīng)法制備硫溶膠和AgI溶膠1) 硫溶膠的制備和光學(xué)性質(zhì)A. 用量筒取0.100 mol.dm-3 的Na2S2O3溶液5.0 mL放入試管中，再取0.100 mol.dm-3 的H2SO4溶液5.0 mL放入試管中，將兩液體混合，用激光筆觀察丁達(dá)爾效應(yīng)的變化

31、。B. 同法配制混合液，對(duì)著日光燈管仔細(xì)觀察透射光顏色的變化，當(dāng)渾濁度增加到掩蓋住顏色時(shí)（大約經(jīng)5分鐘），把溶膠沖稀一倍，繼續(xù)觀察透射光顏色隨時(shí)間的變化。2) AgI溶膠的制備和光學(xué)性質(zhì)用50mL吸量管取30.00 mL的0.010 mol.dm-3 KI溶液注入100 mL的錐形瓶中，然后用25ml棕色滴定管把0.010 mol.dm-3 的AgNO3溶液20 mL慢慢地滴入，制得帶負(fù)電的AgI溶膠（A溶膠）。按同樣方法取30 mL的0.010 mol.dm-3 AgNO3溶液注入100 mL的錐形瓶中，然后用棕色滴定管把0.010 mol.dm-3 的KI溶液20 mL慢慢地滴入，制得帶正

32、電的AgI溶膠（B溶膠）。將制得的溶膠按表1-1的量混合，并逐個(gè)地觀察混合后的現(xiàn)象：透明度、丁達(dá)爾效應(yīng)、透射光顏色的變化，說明其穩(wěn)定性的狀況和原因。表1-1試管編號(hào)1234567A溶膠/mL1234560B溶膠/mL5432106溶膠的顏色4. 凝聚法制備硫溶膠和松香溶膠改變分散介質(zhì)和實(shí)驗(yàn)條件制備如下溶膠：1) 硫溶膠取少量硫磺（多少？）置于試管中，注入約2 mL酒精，酒精燈加熱（注意事項(xiàng)？）到沸騰（重復(fù)數(shù)次，使硫磺得到充分溶解），在未冷卻前把適量上部清液倒入盛有20 mL水的小燒杯中攪勻，觀察透明度變化情況，并用激光筆觀察丁達(dá)爾效應(yīng)。2) 松香溶膠取2%的松香酒精溶液一滴滴地加入50 mL蒸

33、餾水中，不斷攪拌，并用激光筆觀察丁達(dá)爾效應(yīng)。5. 膠溶法制備Fe(OH)3溶膠用量筒取1 mL的10%FeCl3溶液放在小燒杯中，加水稀釋到10 mL。用滴管逐漸加入10%的氨水溶液到稍微過量時(shí)為止（如何判斷？），抽濾（注意事項(xiàng)？），用水洗滌沉淀數(shù)次。取沉淀放在另一燒杯中，加水20 mL，再加入10%FeCl3溶液約1 mL，用玻璃棒攪動(dòng)并用電熱套加熱至沉淀消失，形成透明的溶膠，利用溶膠的光學(xué)性質(zhì)加以鑒定。6. 電泳法測(cè)定Fe(OH)3溶膠的電動(dòng)電勢(shì)1) 電泳測(cè)量?jī)x的準(zhǔn)備將電泳儀中裝入自來水，調(diào)整固定裝置，使U型管兩邊液面相平。將電泳儀取下用鉻酸洗液洗滌清潔，用以除去管壁上可能存在的雜質(zhì)，然后

34、用水洗凈烘干；活塞上涂一薄層凡士林，塞好活塞待用。2) 電導(dǎo)輔助液的配制 將透析袋中純化好的Fe(OH)3溶膠冷卻至室溫并放入100mL燒杯中，測(cè)量其電導(dǎo)率（如何測(cè)定？）。另取200 mL蒸餾水，插入潔凈的電導(dǎo)電極，一邊攪拌一邊緩慢滴加 KCl溶液（可由濃至稀滴加），測(cè)量其電導(dǎo)率值，直至與溶膠的電導(dǎo)率值相同為止。3) 電泳儀測(cè)量液體的安裝將電泳儀垂直安置穩(wěn)固。把燒杯中純化好的Fe(OH)3溶膠，通過長(zhǎng)頸漏斗緩慢注入電泳儀的U形管底部，至適當(dāng)高度位置，靜置5分鐘。用滴管將電導(dǎo)輔助液，分別沿U形管左右兩臂的管壁加入。注意：膠頭滴管口一定要貼管壁，盡量靠近液面，開始滴時(shí)一定要少量非常慢地滴入，先少后

35、多，先慢后快，直至11cm刻度值。滴加過程中注意調(diào)整兩邊的加入量，最終兩邊滴加總量相等并且等高。須注意要始終保持兩種液體的液接面之間的界面清晰（否則必須重裝）。4) 測(cè)定電泳速度和電位梯度輕輕將鉑電極插入KCl溶液層中并固定（用前需檢測(cè)鉑電極是否線路完好，如何檢測(cè)？）。注意：插入時(shí)鉑電極應(yīng)保持垂直浸入液面下方，切勿擾動(dòng)液接面（溶膠和溶液分界面）。記下U形管兩邊液接面的高度位置。連接線路，電壓調(diào)至40V左右。調(diào)好后，按下電鍵接通電源，按動(dòng)秒表開始計(jì)時(shí)，不能發(fā)生電解(觀察電流指示為0，電極上無氣泡冒出)。每移動(dòng)0.3cm秒表記錄一次時(shí)間，共移動(dòng)1.5cm。用棉線量出兩電極間的距離，此數(shù)值須測(cè)量多次

36、，并取其平均值為L(zhǎng)。（若實(shí)驗(yàn)時(shí)間充足，可將電壓反向連接到電極上，重復(fù)測(cè)量電泳的距離和電壓。）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后從電泳儀下方活塞中放出部分純的Fe(OH)3溶膠。7. 膠體的聚沉作用和保護(hù)作用1) 憎液溶膠的聚沉 用移液管在3個(gè)干凈的100 mL錐形瓶中各注入15 mL 純化后的Fe(OH)3溶膠。用滴定管在其中一個(gè)瓶中慢慢一滴滴地加入1 mol.dm-3 KCl，搖動(dòng)錐形瓶。注意，在開始明顯有沉淀物出現(xiàn)時(shí)，即停止加入電解質(zhì)，記下所用的溶液體積數(shù)（重復(fù)一次取平均值）。再分別用0.010 mol.dm-3 的K2SO4溶液，0.001 mol.dm-3 的K3Fe(CN)6溶液重復(fù)上述操作滴定其余兩個(gè)錐形

37、瓶，并記下所用溶液體積數(shù)。2) 親液溶膠對(duì)憎液溶膠的保護(hù)作用按表1-2 的用量試驗(yàn)明膠對(duì)Fe(OH)3溶膠的保護(hù)作用（混合后充分震蕩再滴加KCl溶液 ），并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。表1-2試管編號(hào)12345明膠(滴數(shù))013510水(滴數(shù))109750純化后Fe(OH)3溶膠(mL)222225 mol.dm-3 KCl (mL)11111五、數(shù)據(jù)處理1、討論各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；2、通過Fe(OH)3溶膠的電泳實(shí)驗(yàn)判斷膠粒帶什么點(diǎn)，并計(jì)算Fe(OH)3溶膠膠粒的電勢(shì)；3、通過Fe(OH)3溶膠的聚沉實(shí)驗(yàn)比較三種電解質(zhì)聚沉值的大小，并判斷膠粒帶什么電？六、思考題1、如果事先電泳儀沒有洗凈，管壁上殘留

38、有微量的電解質(zhì)，對(duì)電泳測(cè)量的結(jié)果將有什么影響？2、電泳速度的快慢與哪些因素有關(guān)？附：一、電泳測(cè)量?jī)x活塞輔助液Fe(OH)3膠體鉑片電極圖1-1 電泳儀 二、電導(dǎo)率儀1、接通電源，預(yù)熱 15分鐘 后，進(jìn)行校準(zhǔn)。2、校準(zhǔn)： （注意：儀器使用前必須進(jìn)行校準(zhǔn)?。ⅰ傲砍踢x檔”開關(guān)指向“檢查”，轉(zhuǎn)動(dòng)“常數(shù)”補(bǔ)償調(diào)節(jié)旋鈕指向“1” 刻度線，轉(zhuǎn)動(dòng)“溫度”補(bǔ)償調(diào)節(jié)旋鈕指向“25”刻度，然后調(diào)節(jié)“校準(zhǔn)”調(diào)節(jié)旋鈕，使儀器顯示 100.0 Sc m-1，至此校準(zhǔn)完畢。3、測(cè)量（1）測(cè)量前先調(diào)節(jié)“常數(shù)”補(bǔ)償調(diào)節(jié)旋鈕，使儀器顯示值與電極上所標(biāo)常數(shù)值×100一致。（2）常數(shù)、溫度補(bǔ)償設(shè)置完畢（測(cè)量中禁止再次接觸

39、兩旋鈕，否則重新校準(zhǔn)），應(yīng)將“量程選檔”開關(guān)置于合適位置。當(dāng)測(cè)量過程中，顯示值熄滅時(shí)，說明測(cè)量值超出量程范圍，此時(shí)，應(yīng)切換“選檔”開關(guān)至上一檔量程。圖1-2 DDS-307電導(dǎo)率儀三、磁力加熱攪拌器首先請(qǐng)檢查磁力加熱攪拌器隨機(jī)配件是否齊全，然后裝好夾具，把燒杯放在鋁盤正中，加入溶液，放入攪拌子。按下列步驟操作：1、接通電源；2、開電源開關(guān)；3、調(diào)節(jié)調(diào)速旋鈕：由慢至快調(diào)節(jié)到所需速度，不允許高速檔起動(dòng)，以免攪拌子因不可同步而跳動(dòng)；4、需加熱時(shí)，開加熱開關(guān)，調(diào)節(jié)加熱溫度；5、需控溫時(shí)，將溫度傳感器探頭插入試驗(yàn)溶液中，調(diào)準(zhǔn)溫控儀的設(shè)定溫度即進(jìn)入溫度自動(dòng)控制工作狀態(tài)。注意事項(xiàng)：1、 攪拌時(shí)發(fā)現(xiàn)攪拌子跳動(dòng)

40、或不攪拌時(shí)，請(qǐng)切斷電源檢查一下燒杯底是否平、位置是否正。2、 加熱時(shí)間一般不宜過長(zhǎng)，間歇使用延長(zhǎng)壽命，不攪拌時(shí)不加熱。3、 儀器應(yīng)保持清潔干燥，嚴(yán)格溶液流入機(jī)內(nèi)，以免損壞機(jī)器，不工作時(shí)應(yīng)切斷電源。實(shí)驗(yàn)二 乳狀液的制備、鑒定與破乳一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 學(xué)習(xí)配制乳狀液，了解乳化的基本原理。2. 學(xué)會(huì)鑒定乳狀液的類型和破乳的方法。二、 實(shí)驗(yàn)原理乳狀液是一種液體分散在另一種不互溶的液體中所形成的液-液多相分散體系，前者稱為分散相，后者稱為分散介質(zhì)，假如以油作為分散相，水作為分散介質(zhì)，這種乳狀液稱為“水包油”型，以O(shè)/W表示；反之，若以水作分散相，油作分散解質(zhì)，則稱為“油包水”型乳狀液，以W/O表示。乳狀

41、液分散相液滴的大小在0.1100 m之間，借助普通顯微鏡，就可以觀察到。制備乳狀液多用分散法，即借機(jī)械振蕩將一種液體分散到另一種液體中，但這樣得到的乳狀液很不穩(wěn)定，如欲得到穩(wěn)定的乳狀液必須加入一定量的穩(wěn)定劑、乳化劑。乳化劑種類很多，常用的多半是表面活性物質(zhì)，如肥皂、高級(jí)脂肪酸鹽、脂類等；此外某些天然產(chǎn)物，如皂素、淀粉、蛋清等，一些固體粉末，如高嶺土、煙炭、黏土等也可以作為乳化劑。表面活性物質(zhì)由于它特殊的雙極性基團(tuán)結(jié)構(gòu)，使其能在液-液界面上定向排列，形成具有一定機(jī)械強(qiáng)度的保護(hù)膜，降低了油水界面張力，從而起到乳化和穩(wěn)定作用。制備好的乳狀液可用染色法、電導(dǎo)法和稀釋法鑒定其類型，簡(jiǎn)介如下：（1） 稀釋

42、法：將水加到乳狀液中，若水與分散介質(zhì)互溶，則乳狀液是O/W型；若水與分散介質(zhì)不互溶則出現(xiàn)分層現(xiàn)象，乳狀液是W/O型。（2） 染色法：以油溶性染料（如蘇丹）加到乳狀液中去，若分散相呈紅色，則是O/W型，若分散介質(zhì)呈紅色，則為W/O型，如應(yīng)用于水溶性的染料結(jié)果恰好相反。（3） 電導(dǎo)法：水和水溶液的電導(dǎo)應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于油性溶劑的電導(dǎo)，因此O/W型乳狀液的電導(dǎo)應(yīng)大于W/O型乳狀液的電導(dǎo)，所以根據(jù)電導(dǎo)的大小，可以確定乳狀液的類型。另外在某些情況下，又要設(shè)法破壞乳狀液的結(jié)構(gòu)形態(tài)即破乳。如原油是W/O型乳狀液，這種含水的原油，不僅質(zhì)量不好，還會(huì)腐蝕設(shè)備，因此必須通過破乳提高原油質(zhì)量。常用的破乳方法有以下幾種：（1

43、） 頂替法：在乳狀液中加入一種表面活性更大，但不能在表面形成堅(jiān)固膜的物質(zhì)，由于它表面活性大，吸附力強(qiáng)，可將原來的乳化劑頂替下來，可是它不能形成堅(jiān)固的保護(hù)膜，所以乳狀液的穩(wěn)定性降低，以達(dá)到破乳的目的。（2） 化學(xué)破壞法：用皂類作乳化劑時(shí)，加入酸使皂類變?yōu)橹舅?，因?yàn)橹舅岵蝗苡谒龀?，油水界面沒有保護(hù)膜而容易產(chǎn)生物相聚結(jié)，這樣也可以破乳。三、 實(shí)驗(yàn)儀器和試劑顯微鏡 1臺(tái) 載玻片 若干 試管 20支試管架 1個(gè)試管夾 1個(gè)酒精燈 1個(gè)量筒（10 mL） 1個(gè)表面活性劑溶液（肥皂水、洗潔精等）菜籽油、蘇丹、戊醇等 同學(xué)自帶：鮮豆?jié){和鮮牛奶 四、 實(shí)驗(yàn)步驟1. 乳狀液的制備和類型鑒定（1） 取水2

44、mL，滴入菜籽油2 mL，放在試管中劇烈振蕩混合，觀察是否成為乳狀液，靜置是否分層？（2） 取表面活性劑溶液4 mL在試管中微熱，滴入2 mL菜籽油劇烈振蕩混合，制成乳狀液A。觀察是否得到乳白色膏狀乳狀液，靜置是否分層？（3） 取1 mL步驟（2）制成的濃的乳狀液A在試管中，加水，觀察是否分層？（說明（2）中乳狀液是O/W還是W/O型？）繼續(xù)加水稀釋10倍，制成乳狀液B。（4） 取1 mL步驟（2）制成的濃的乳狀液A在試管中，滴加2 mL菜籽油，觀察是否分層？（說明（2）中乳狀液是O/W還是W/O型？）劇烈振蕩試管，制成乳狀液C。（5）分別取水稀釋的乳狀液B和油稀釋的乳狀液C各2 mL置于試管

45、中，各加入蘇丹少許，振蕩試管，各取少量置于載玻片上，在顯微鏡下觀察結(jié)果。2. 破乳分別取水稀釋的乳狀液B和油稀釋的乳狀液C各2 mL置于試管中，分別加入2 mL戊醇，劇烈振蕩后，靜置10分鐘。目測(cè)觀察所發(fā)生的變化，并取少量該溶液置于載玻片上，在顯微鏡（如何使用）下觀察結(jié)果。注意事項(xiàng)：（1）在乳狀液的制備過程中要充分振蕩，可作對(duì)比實(shí)驗(yàn)，即在顯微鏡下觀察充分振蕩制備的乳狀液和未經(jīng)充分振蕩制備的乳狀液。（2）在乳狀液C的制備過程中，可取新制樣品在載玻片上用顯微鏡觀察乳狀液類型的轉(zhuǎn)變，再滴加1滴水觀察變化。3. 生活化學(xué)驗(yàn)證請(qǐng)分別用兩種以上方法鑒別鮮豆?jié){和鮮牛奶的乳狀液類型，并設(shè)計(jì)合理的破乳實(shí)驗(yàn)并實(shí)施

46、破乳，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。五、 數(shù)據(jù)處理記錄并討論各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。六、 思考題1、 討論決定乳狀液穩(wěn)定性的因素。2、 討論決定乳狀液類型的因素。實(shí)驗(yàn)三 最大泡壓法測(cè)溶液的表面張力一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、測(cè)定不同濃度正丁醇溶液的表面張力，計(jì)算吸附量；2、了解氣液界面的吸附作用，計(jì)算表面層被吸附分子的截面積；3、掌握最大泡壓法測(cè)定溶液表面張力的原理和技術(shù)。二、 實(shí)驗(yàn)原理從熱力學(xué)觀點(diǎn)來看，液體表面縮小是一個(gè)自發(fā)過程，這是使體系總自由能減小的過程，欲使液體產(chǎn)生新的表面A，就需對(duì)其做功，其大小應(yīng)與A成正比: （3.1）如果A為1m2，則是在恒溫恒壓下形成1m2新表面所需的可逆功，所以稱為比表

47、面吉布斯自由能，其單位為J·m-2。也可將看作為作用在界面上每單位長(zhǎng)度邊緣上的力，稱為表面張力，其單位是N·m-1。在恒溫下純液體的表面張力為定值，當(dāng)加入溶質(zhì)形成溶液時(shí)，表面張力發(fā)生變化，其變化的大小決定于溶質(zhì)的性質(zhì)和加入量的多少。根據(jù)能量最低原理，溶質(zhì)能使溶劑的表面張力降低時(shí)，表面層中溶質(zhì)的濃度比溶液內(nèi)部大；反之，溶質(zhì)使溶劑的表面張力升高時(shí)，它在表面層中的濃度比在內(nèi)部的濃度低，這種表面濃度與內(nèi)部濃度不同的現(xiàn)象叫做溶液的表面吸附。在指定的溫度和壓力下，溶質(zhì)的吸附量與溶液的表面張力及溶液的濃度之間的關(guān)系遵守吉布斯(Gibbs)吸附方程: （3.2）式中，為溶質(zhì)在表層的吸附量;

48、 為表面張力; c為吸附達(dá)到平衡時(shí)溶質(zhì)在介質(zhì)中的濃度。當(dāng)時(shí)，>0稱為正吸附；當(dāng)時(shí)，<0稱為負(fù)吸附。吉布斯吸附等溫式應(yīng)用范圍很廣，但上述形式僅適用于稀溶液。為了獲得表面吸附量，可先測(cè)定不同濃度溶液的表面張力，作c 曲線圖，如圖3-1 所示。在曲線上任選一點(diǎn)作切線，則可得該點(diǎn)對(duì)應(yīng)濃度的斜率，再由式（3.2）可求得此濃度下溶液的表面吸附量，再作c圖，如圖3-2 所示，外推可在縱軸上得到溶液表面的飽和吸附量，則每個(gè)溶質(zhì)分子在溶液表面所占據(jù)的截面積為 （3.3）式(3.3)中L 為阿伏加德羅常數(shù)。 圖3-1 表面張力對(duì)濃度圖 圖3-2 表面吸附量對(duì)濃度圖測(cè)定溶液的表面張力有多種方法，較為常用

49、的有最大泡壓法、毛細(xì)管升高法、滴重法和圓環(huán)法等。本實(shí)驗(yàn)用最大泡壓法測(cè)定正丁醇水溶液的表面張力。最大泡壓法的儀器裝置如下圖所示: 圖3-3 最大泡壓法測(cè)定溶液表面張力實(shí)驗(yàn)裝置1-樣品管 2-毛細(xì)管 3-微壓差計(jì) 4-滴液漏斗由與液面相切的毛細(xì)管4 鼓出空氣泡時(shí)，需要高出外部大氣壓的附加壓力以克服氣泡的表面張力，此附加壓力與表面張力成正比，與氣泡的曲率半徑成反比，其關(guān)系式為 （3.4）式中p 為附加壓力， 為表面張力， r 是氣泡曲率半徑。如果毛細(xì)管半徑R' 很小，則形成的氣泡基本上是球形的，當(dāng)氣泡開始形成時(shí)，表面幾乎是平的，這時(shí)曲率半徑最大，隨著氣泡的形成，曲率半徑逐漸變小，直到形成半球形，此時(shí)曲率半徑r 與毛細(xì)管半徑R' 相等，曲率半徑達(dá)到最小值，由式(3.4)知，此時(shí)附加壓力達(dá)最大。當(dāng)氣泡進(jìn)一步增大