實(shí)驗(yàn)八十六FeOH溶膠的制備及其電勢的測定

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)第一部分：思考題實(shí)驗(yàn)八十六 Fe(OH)3溶膠的制備及其電勢的測定1、溶膠是什么？其具有什么特征？2、溶膠的制備方法有哪些？本實(shí)驗(yàn)用什么方法制備Fe(OH)3溶膠？3、水解反應(yīng)制備成的Fe(OH)3溶膠為何需要純化？如何純化？4、電泳是什么？5、電勢是什么？6、本實(shí)驗(yàn)如何測定Fe(OH)3溶膠的電勢？7、本實(shí)驗(yàn)為了計算出Fe(OH)3溶膠的電勢需記錄和測量哪些數(shù)據(jù)？8、制備半透膜時需要注意什么？9、為何可以用熱滲析法純化Fe(OH)3溶膠？如何判斷Fe(OH)3溶膠已純

2、化好？10、Fe(OH)3溶膠的制備及其電勢的測定實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵是什么？11、電泳速度的快慢與哪些因素有關(guān)?12、本實(shí)驗(yàn)中所用稀鹽酸溶液的電導(dǎo)率為什么必須和所測溶膠電導(dǎo)率相等或盡量接近?13、在電泳測定中如不用輔助液體，把電極直接插入溶膠中會發(fā)生什么現(xiàn)象?14、如果電泳儀事先沒洗凈，管內(nèi)壁上殘留微量電解質(zhì)，對電泳測量結(jié)果將有什么影響？15、在Fe(OH)3溶膠的制備及其電勢的測定實(shí)驗(yàn)中，如何量取兩電極間的距離？16、電泳實(shí)驗(yàn)中輔助液起何作用，選擇輔助液的依據(jù)是什么？17、在Fe(OH)3溶膠的制備及其電勢的測定實(shí)驗(yàn)中，為什么制備的溶膠必須經(jīng)過純化及老化后方能用于實(shí)驗(yàn)？18、在Fe(OH)3溶膠

3、的制備及其電勢的測定實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)表明Fe(OH)3膠粒帶正或負(fù)電？并解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果。19、在Fe(OH)3溶膠的制備及其電勢的測定實(shí)驗(yàn)中，在溶膠上面加入稀鹽酸溶液時必須十分小心地沿著管壁慢慢滴加，為什么？第二部分：參考答案實(shí)驗(yàn)八十六 Fe(OH)3溶膠的制備及其電勢的測定1、溶膠是什么？其具有什么特征？答：溶膠是一種半徑為10-9-10-7m(1-100nm)固體粒子(稱分散相)在液體介質(zhì)(稱分散介質(zhì))中形成的多相高分散系統(tǒng)。由于分散粒子的顆粒小，表面積大，其表面能高，使得溶膠處于熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài)，這是溶膠系統(tǒng)的主要特征。2、溶膠的制備方法有哪些？本實(shí)驗(yàn)用什么方法制備Fe(OH)3溶膠？ 答：溶

4、膠的制備方法可分為分散法和凝聚法。分散法是用適當(dāng)方法把較大的物質(zhì)顆粒變?yōu)槟z體大小的質(zhì)點(diǎn)；凝聚法是先制成難溶物的分子(或離子)的過飽和溶液，再使之相互結(jié)合成膠體粒子而得到溶膠。本實(shí)驗(yàn)是采用化學(xué)凝聚法制備Fe(OH)3溶膠，即用FeCl3溶液在沸水中進(jìn)行水解反應(yīng)制備成Fe(OH)3溶膠，反應(yīng)式如下：Fe(OH)3溶膠的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式可表示為： Fe(OH)3m n Fe3+ ，(3n-x)Cl x+ x Cl。 3、水解反應(yīng)制備成的Fe(OH)3溶膠為何需要純化？如何純化？答：用上述方法制得的Fe(OH)3溶膠中，除Fe3+與C1-外，還有許多雜質(zhì)離子，對溶膠的穩(wěn)定性有不良的影響，故必須除去，稱為溶膠

5、純化。實(shí)驗(yàn)室對溶膠純化，大多采用滲析法。滲析法是利用離子能穿過半透膜進(jìn)入到溶劑中，而膠粒卻不能穿過半透膜。所以，將溶膠裝入半透膜制成的袋內(nèi)，將該袋浸入溶劑中，離子及小分子便透過半透膜進(jìn)入溶劑，若不斷更換溶劑，則可將溶膠中的雜質(zhì)除去。4、電泳是什么？ 答：在溶膠中，由于膠體本身的電離或膠粒對某些離子的選擇性吸附，使膠粒的表面帶有一定的電荷。在外電場作用下，膠粒向異性電極定向移動，這種現(xiàn)象稱為電泳。5、電勢是什么？ 答：發(fā)生相對移動的界面稱為切動面，切動面與溶液本體之間的電勢差稱為電動電勢或電勢。電勢的數(shù)值與膠粒性質(zhì)、介質(zhì)成分及溶膠濃度有關(guān)。電勢是表征膠粒特性的重要物理量之一，在研究溶膠性質(zhì)及實(shí)際

6、應(yīng)用中起著重要的作用。溶膠的穩(wěn)定性與電勢有著直接的關(guān)系，電勢的絕對值越大，表明膠粒所帶電荷量越多，這樣膠粒間排斥力也就越大，溶膠越穩(wěn)定；反之則表明溶膠越不穩(wěn)定。當(dāng)電勢為零時，溶膠的穩(wěn)定性最差，此時可觀察到溶膠的聚沉。6、本實(shí)驗(yàn)如何測定Fe(OH)3溶膠的電勢？答：原則上，溶膠的電動現(xiàn)象電泳、電滲、流動電勢、沉降電勢)都可以用來測定電勢，但電泳是最常用的測定方法。電泳法可分為宏觀法和微觀法。宏觀法的原理是觀察溶膠與另一種不含膠粒的電解質(zhì)溶液的界面在電場中的遷移速度，也稱界面電泳法。微觀法則是直接觀察單個膠粒在電場中的遷移速度。對于高分散的溶膠(如As2S3溶膠、Fe(OH)3溶膠)或過濃的溶膠，

7、不易觀察個別膠粒的運(yùn)動，只能采用宏觀法。對于顏色太淡或過稀的溶膠則適宜用微觀法。本實(shí)驗(yàn)采用宏觀法。本實(shí)驗(yàn)采用U形管電泳儀在一定的外加電場強(qiáng)度下測定Fe(OH)3膠粒的電泳速率計算其電勢。原理圖如圖86-1所示。在電泳儀兩極間接上電位差U(V)后，在t(s)時間內(nèi)溶膠界面移動的距離為d (m)，即溶膠電泳速度v(ms-1)為： （1）當(dāng)輔助液的電導(dǎo)率與溶膠的電導(dǎo)率相差很小時，相距為L（m）的兩極間的電位梯度平均值H(Vm-1)為： （2）如果輔助液的電導(dǎo)率0與溶膠的電導(dǎo)率相差較大，則在整個電泳管內(nèi)的電位降是不均勻的，這時需用下式求H： （3）式中LK為溶膠兩界面距離。為了簡便，電泳實(shí)驗(yàn)中通常使用

8、與溶膠電導(dǎo)率相同的輔助液。從實(shí)驗(yàn)中求得即溶膠電泳速度v后，可根據(jù)下式計算(V)電勢： （4）式中：K為與膠粒形狀有關(guān)的常數(shù)（對于球形粒子K5.41010V2s2kg-1m-1；對于棒形粒子K3.61010V2s2kg-1m-1，本實(shí)驗(yàn)中Fe(OH)3膠粒為棒形粒子）；為粘度(kgm-1s-1)，介質(zhì)的介電常數(shù)（）。7、本實(shí)驗(yàn)為了計算出Fe(OH)3溶膠的電勢需記錄和測量哪些數(shù)據(jù)？ 答：電泳儀兩極間接上電位差U(V)； t(s)時間內(nèi)溶膠界面移動的距離為d (m)；兩極間相距L（m）實(shí)驗(yàn)溫度下水的粘度(kgm-1s-1)和介質(zhì)的介電常數(shù)（）。8、制備半透膜時需要注意什么？ 答：在一個內(nèi)壁潔凈、干

9、燥的250mL錐形瓶中，加入約20mL火棉膠液，小心轉(zhuǎn)動錐形瓶，使火棉膠液黏附在錐形瓶內(nèi)壁上形成均勻薄層，傾出多余的火棉膠。此時錐形瓶仍需倒置，并不斷旋轉(zhuǎn)，待剩余的火棉膠流盡，使瓶中的乙醚蒸發(fā)至已聞不出氣味為止(此時用手輕觸火棉膠膜，已不黏手)。然后再往瓶中注滿水(若乙醚末蒸發(fā)完全，加水過早，則半透膜發(fā)白)，浸泡5min。倒出瓶中的水，小心用手分開膜與瓶壁之間隙。慢慢注水于夾層中，使膜脫離瓶壁，輕輕取出，在膜袋中注入蒸餾水檢查是否漏水，若不漏，將其浸入蒸餾水中待用。（1）火棉膠液是硝化纖維的乙醇乙醚混合溶液，制備半透膜袋時，要遠(yuǎn)離火焰，注意回收殘液。（2）在制備半透膜時加水的時間應(yīng)適中。如加水

10、過早，因膠膜中的溶劑尚未完全揮發(fā)掉，膠膜呈乳白色，強(qiáng)度差而不能使用；如加水過遲，則膠膜變干、脆，不易取出且易破裂。9、為何可以用熱滲析法純化Fe(OH)3溶膠？如何判斷Fe(OH)3溶膠已純化好？ 答：滲析法是利用離子能穿過半透膜進(jìn)入到溶劑中，而膠粒卻不能穿過半透膜。所以，將溶膠裝入半透膜制成的袋內(nèi)，將該袋浸入溶劑中，離子及小分子便透過半透膜進(jìn)入溶劑，若不斷更換溶劑，則可將溶膠中的雜質(zhì)除去。熱滲析法可已加快離子及小分子便透過半透膜的速度。 將制得的Fe(OH)3溶膠冷至約60，注入半透膜內(nèi)用線拴住袋口，置于500mL的清潔燒杯中，杯中加蒸餾水約400mL，維持溫度在60左右，進(jìn)行滲析。每20m

11、in換一次蒸餾水，4次后取出1mL滲析水，分別用1%KSCN溶液檢查是否存在Fe3+，如果仍存在，應(yīng)繼續(xù)換水滲折，直到檢查不出為止，將純化過的Fe(OH)3溶膠移入一清潔干燥的l00mL小燒杯中待用。10、本實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵是什么？ 答：1）半透膜制備成功，2）Fe(OH)3溶膠制備與純化好，3）把Fe(OH)3溶膠裝入電泳管后，加輔助液時一定要用滴管緩慢地沿U形管壁加入，使輔助液與Fe(OH)3溶膠間形成清晰的界面。11、電泳速度的快慢與哪些因素有關(guān)? 答：電泳速度的快慢與溶膠的電勢、介質(zhì)的介電常數(shù)、電泳儀兩級間的電位差U成正比，與溶膠的黏度、電泳儀兩級間的距離成反比。12、本實(shí)驗(yàn)中所用稀鹽酸

12、溶液的電導(dǎo)率為什么必須和所測溶膠電導(dǎo)率相等或盡量接近?答：在電泳儀兩極間接上電位差U(V)后，當(dāng)輔助液的電導(dǎo)率與溶膠的電導(dǎo)率相差很小時，相距為L（m）的兩極間的電位梯度平均值H(Vm-1)為： （2）如果輔助液的電導(dǎo)率0與溶膠的電導(dǎo)率相差較大，則在整個電泳管內(nèi)的電位降是不均勻的，這時需用下式求H： （3）式中LK為溶膠兩界面距離。為了操作簡便，電泳實(shí)驗(yàn)中通常使用與溶膠電導(dǎo)率相同的輔助液。13、在電泳測定中如不用輔助液體，把電極直接插入溶膠中會發(fā)生什么現(xiàn)象?答：不用輔助液，而將電極直接插在溶膠中的做法是錯誤的，因?yàn)槿苣z電泳的同時，也在電解水，負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生氫氣和氫氧根，會使 Fe(OH)3

13、 溶膠聚沉，生成紅棕色沉淀，干擾了主現(xiàn)象電泳的觀察。沒有參比，也無法測定電泳速度。 14、 如果電泳儀事先沒洗凈，管內(nèi)壁上殘留微量電解質(zhì)，對電泳測量結(jié)果將有什么影響？答：可能改變電勢大小，甚至引起膠體的聚沉。15、在Fe(OH)3溶膠的制備及其電勢的測定實(shí)驗(yàn)中，如何量取兩電極間的距離？答：用線量出兩電極間的U形導(dǎo)電距離。16、 電泳實(shí)驗(yàn)中輔助液起何作用，選擇輔助液的依據(jù)是什么？答：輔液主要起膠體泳動的介質(zhì)、電介質(zhì)作用和與膠體形成清晰的界面易于觀測等作用。選擇輔助液的依據(jù)是：不能與膠體發(fā)生反應(yīng)；不揮發(fā)；輔助液中陰陽離子遷移速率要相近；輔助液的電導(dǎo)率與膠體的電導(dǎo)率相等，這樣可避免因界面處電場強(qiáng)度突變造成兩壁界面移動速率不等而產(chǎn)生的界面分層不好，模糊。17、 在Fe(OH)3溶膠的制備及其電勢的測定實(shí)驗(yàn)中，為什么制備的溶膠必須經(jīng)過純化及老化后方能用于實(shí)驗(yàn)？答：水解反應(yīng)制得的Fe(OH)3溶膠中，除Fe3+與C1-外，還有許多雜質(zhì)離子，對溶膠的穩(wěn)定性有不良的影響，故必須除去。18、在Fe(OH)