聚沉

中国石油大学化学原理（Ⅱ）实验报告

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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制；

3．了解水溶性高分子对溶胶的絮凝作用。

二、实验原理

1．胶体中加入反离子后，由于静电斥力作用使部分反离子进入到吸附层内，

压缩扩散双电层的厚度使ξ电位下降斥力下降，从而使颗粒变大发生聚沉失去稳

定性，当所加电解质的浓度相同时，随着反离子价数的增加聚沉能力增强聚沉值

减小，符合叔采—哈迪规则：

M+:M+2:M+3=(25~150):(0.5~2):(0.01~0.1)

2．电性中和及高价反离子作用

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。

3．高分子的絮凝作用

敏化作用：当高分子浓度小于临界浓度

护胶作用：当高分子浓度大于临界浓度

三、仪器与药品

1．仪器

722型分光光度计，100ml锥形瓶6个，试管架一个，秒表，10ml移液管1

支，吸尔球，大、小吸管各3支，20ml试管6支，50ml、100ml烧杯各1个，

玻璃搅拌棒2根。

2．药品

粘土溶胶，氢氧化铁溶胶，2molL-1KCl溶液，0.01molL-1K

2

SO

4

溶液，

0.001molL-1K

3

C

6

H

5

O

7

H

2

O溶液，0.02%HPAM溶液。

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10mLFe(OH)

3

溶胶。

然后用微量滴定管分别滴入表1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，并列于表1。

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2用量加入Fe(OH)

3

溶胶。然后在所

有试管中加入粘土溶胶，使每支试管内的溶胶总体积为6mL。摇动每支试管来回

翻动10次，静止10-20分钟，记下每支试管中的聚沉现象。

3.高分子的絮凝作用

取10个50mL内径相近的具塞量筒，用移液管分别加入20mL粘土溶胶，

按表3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，

再加水到50mL，来回翻动10次，静止5-10分钟，在液面下2cm处吸取5mL溶

液，用722分光光度计（用法见附录八），在波长420nm下，以蒸馏水为空白

测其光密度，将各数据填入表3。

五、处理结果

1．详细观察实验中的各种现象，记录这些现象和数据，把数据填入有关的

表格中。

表1不同电解质对溶胶的聚沉作用记录

电解质2molL-1KCl0.01molL-1K2SO40.001molL-1K3(COO)3C3H4OH

加入滴数4044

表2溶胶的相互聚沉作用记录表

试管编号123456

Fe(OH)3溶胶(ml)0.10.51.03.05.05.5

粘土溶胶(ml)5.95.55.03.01.00.5

聚

沉

现

象

粘土溶胶

聚沉现象

3

OHFe）（

溶胶聚沉

现象

无明显现象,

溶液呈浑

浊。

较慢出

现分层

而且比

较明显,

无明显

聚沉现

象

较快出

现分层

无明显

聚沉现

象,但沉

淀呈橘

黄色。

聚沉速

度最快，

很快出

现分层，

上层清

液约

4.0ml

且黄色

聚沉最

多

聚沉速

度较快

聚沉量

较多，约

0.5ml

，出现分

层

聚沉速

度较慢，

聚沉量

较少，约

0.3ml

，出现分

层

表3HPAM对粘土溶胶的絮凝作用记录表

粘土溶胶30ml30ml30ml

PHP加量0.1ml0.5ml2ml

实验现象

无明显现象出现絮状物较

快，，下层浊液约

17ml

出现絮状物最快，下

层浊液约9ml

2．根据实验结果判断Fe(OH)

3

溶胶和粘土溶胶的带电性。

Fe(OH)

3

溶胶带正电，而粘土溶胶带负电。

3．比较各电解质的聚沉值，验证叔采—哈迪规则。

C（M）

=n(KCl)/V(总)=（2*38*0.05）/（10+38*0.05）=0.3193mol/L

C（M2）

=n(

K2SO4

)/V(总)=（0.01*5*0.05*2）/（10+5*0.05）=410878.4

mol/L

C（M3）

=n(

K3(COO)3C3H4OH

)/V(总)=（0.001*4*0.05*3）/（10+4*0.05）

=510882.5

mol/L

M:M2:M3=

0.3193

:410878.4:510882.5=145:0.6:0.02

因而此实验基本验证了叔本-哈迪规则。

六、思考题

1．为什么Fe(OH)

3

溶胶必须透析后才能作絮凝实验？

答：Fe(OH)3溶胶透析后浓度变低，只有在分子浓度很低时，聚沉分子的链

才能产生“桥联”作用，形成沉降。否则分子浓度太高无法通过桥联作用形成聚

沉。

2．不同的电解对同一溶胶的聚沉值是否一样？为什么？

答：不一样。聚沉值的大小与电解质中与溶胶所带电荷符号相反的粒子价数

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。并且符合叔采哈

迪规则。

3．当高分子在溶胶的浓度较高时会出现什么现象，为什么？

答：当高分子在溶胶的浓度较高时，粒子含量足够高并加适当电解质，由于

粒子发生部分去溶剂化作用而产生部分聚结，形成网络结构，把分散介质包在其

中，从而是整个体系失去流动性，即发生胶凝作用。

实验总结

经过本次试验我知道了怎样使无机电解质聚沉，在什么条件下会聚沉，了解

水溶性高分子对溶胶的絮凝作用。虽然有些试验时比较复杂的，但这锻炼了动手

能力。