胶体溶液的配制和性质

实训目的

（1）掌握不同的胶体制备方法及用热渗析法纯化胶体的方法。

（2）了解胶体的一些重要性质。

（3）学会溶胶聚沉值的测定方法。

预习要求

（1）了解胶体制备与纯化的方法。

（2）了解胶体中丁达尔现象、布朗运动、电泳等现象的原因。

参考学时

2学时。

实训原理

分散相的粒子直径为10-9～10-7m的分散系统称为胶体分散系统，简称胶体。胶体的基本特征是：多相性，相界面很大；高分散性，胶粒大小为10-9～10-7m。

胶体的制备方法可分为两类。一类为分散法，即用适当方法使大块物质在稳定剂存在时分散成胶体粒子的大小。分散法中常用的有研磨法、超声波分散法、电弧法、胶溶法。另一类为凝聚法，即先制得难溶物的分子或离子的过饱和溶液，再使之互相结合成胶体粒子而得到胶体。凝聚法有物理凝聚法和化学凝聚法，物理凝聚法又包括蒸汽凝聚法和过饱和法。本实验中分别采用化学凝聚法、胶溶法和改变分散介质法来制备胶体。

图2-14　氢氧化铁胶体的渗析

制得的胶体中常因含有其他杂质而影响其稳定性，因此必须纯化。常用的纯化方法是半透膜渗析法（见图2-14），将胶体装于半透膜内，再放入水中，由于布朗运动的作用，胶体中电解质及小分子透过半透膜进入溶剂中，而胶粒却不透过，从而将胶体中的杂质除去。加热或电渗析都可以提高渗析速度，本实验采用热渗析法对胶体进行纯化。

胶体的稳定性主要取决于胶粒表面电荷的多少，当电解质浓度达到一定值后，会引起胶体聚沉，电解质的聚沉能力用聚沉值表示。聚沉值是在一定条件下，使胶体明显聚沉所需电解质的最小浓度。聚沉能力主要取决于与胶粒带相反电荷的离子的价数，离子的价数越高，聚沉值越小。

仪器及试剂

仪器：烧杯、试管、酒精灯、布氏漏斗、抽滤瓶、量筒、移液管、滴定管等。

试剂：10%FeCl3、0．10mol·L-1H2S、0．4%酒石酸锑钾、10%氨水、5%火棉胶、酒精、硫黄、0．01mol·L-1AgNO3、1%K4［Fe（CN）6］、1．00mol·L-1KCl、0．025mol·L-1K2SO4。

实训内容

1．胶体的制备

（1）化学反应法。

Fe（OH）3胶体：在100mL烧杯中，加入50mL蒸馏水，加热至沸腾，向烧杯中逐滴滴入10%FeCl3溶液约5mL，并不断搅拌，直至形成红棕色的氢氧化铁胶体，制得的胶体备用。

Sb2S3胶体：取30mL 0．4%酒石酸锑钾溶液加入烧杯中，逐滴滴加H2S溶液，直至溶液变成橙红色为止。

（2）胶溶法。

Fe（OH）3胶体：取4mL 10%FeCl3溶液于小烧杯中，加水稀释至20mL。逐滴滴加10%氨水溶液至稍过量，静置片刻，过滤，洗涤沉淀数次。将沉淀置于一个干净的小烧杯中，加蒸馏水20mL，置于小火上加热，逐滴滴加10%FeCl3溶液2mL，并用玻璃棒不断搅拌，直至沉淀逐渐消失，得到透明状胶体为止。

（3）改变分散介质法。

硫黄胶体：取少量硫黄置于试管中，注入2mL酒精，加热并不断振动至完全溶解，在未冷却前将上部清液倒入盛有20mL蒸馏水的烧杯中并不断搅拌，观察烧杯中的变化。

2．胶体的纯化

（1）半透膜的制备。

向洗净烘干的100mL烧杯中注入5%火棉胶溶液约10mL，小心转动烧杯，使火棉胶在烧杯内壁上形成一层均匀的薄膜，将多余的液体倒回瓶中。倒置烧杯，让剩余的火棉胶流尽，并让乙醚蒸发，直至用手指触摸胶膜时没有黏着感。然后加水至烧杯中，将膜浸于水中几分钟，将膜上的乙醚充分溶去，并将烧杯中的水倒出。然后在胶膜与烧杯壁间注入蒸馏水，轻轻取出胶膜袋，检查胶膜袋有无漏洞，若有，用玻璃棒蘸少许火棉胶溶液进行修补。

（2）胶体的纯化。

将制得的Fe（OH）3胶体装入半透膜内，浸泡在盛有500mL蒸馏水的烧杯内进行渗析，每10min换一次蒸馏水，并不断用AgNO3溶液和K4［Fe（CN）6］溶液检测渗析后水中的Cl-和Fe3＋，直至不能检出为止。

3．电解质的聚沉作用

用移液管分别在三个干净的试管中注入5mL纯化后的Fe（OH）3胶体，然后在每个试管中用滴定管分别滴加K4［Fe（CN）6］溶液、KCl溶液和K2SO4溶液，并不停地振动试管，直至有明显的聚沉物出现，停止滴加，记下三个试管中所用溶液的体积。

注意事项

（1）制备胶体溶液时，烧杯一定要洁净。

（2）制备胶体时，滴加FeCl3溶液的速度要慢，并且要快速搅拌，制成的胶体应透明而无浑浊现象。

（3）制备半透膜时，加水不易过早，若乙醚未挥发完，则加水后膜呈白色而不能用，亦不可过迟，此时膜变干而不易取出。

实训思考

（1）胶体的纯化过程中可否用滤纸代替半透膜？为什么？

（2）使氢氧化铁胶体聚沉可采用哪些方法？