石工1203班+夏安迪+12021121+無機電解質的聚沉作用與高分子的絮凝作用.doc

中國石油大學實驗報告實驗日期： 成績： 班級： 12 石工 3 班 學號：12021121 姓名： 夏安迪 教師： 耿杰 同組者： 周子俠 無機電解質的聚沉作用與高分子的絮凝作用一實驗目的1.掌握溶膠的聚沉原理與方法；2.驗證電解質聚沉的符號和價數法則；3.了解水溶性高分子對溶膠的絮凝作用。二實驗原理1.無機電解質的聚沉作用 溶膠由于失去聚結穩(wěn)定性進而失去動力穩(wěn)定性的整個過程叫聚沉。電解質可以使溶膠發(fā)生聚沉。原因是電解質能使溶膠的電勢下降，且電解質的濃度越高電勢下降幅 度越大。當電勢下降至某一數值時，溶膠就會失去聚結穩(wěn)定性，進而發(fā)生聚沉。不同電解質對溶膠有不同的聚沉能力，常用聚沉值來表示。聚沉值是指一定時間內， 能使溶膠發(fā)生明顯聚沉的電解質的最低濃度。聚沉值越大，電解質對溶膠的聚沉能力越小。聚沉值的大小與電解質中與溶膠所帶電荷符號相反的離子的價數有關。這種相反符 號離子的價數越高，電解質的聚沉能力越大。叔采哈迪(SchlZe-Hardy)分別研究了 電解質對不同溶膠的聚沉值，并歸納得出了聚沉離子的價數與聚沉值的關系：M+:M+2:M+3（25150）：（0.52）：（0.010.1）這個規(guī)律稱為叔采哈迪規(guī)則。2.相互聚沉現象兩種具有相反電荷的溶膠相互混合也能產生聚沉，這種現象稱為相互聚沉現象。通常認為有兩種作用機理。（1）電荷相反的兩種膠粒電性中和；（2）一種溶膠是具有相反電荷溶膠的高價反離子。3.高分子的絮凝作用當高分子的濃度很低時，高分子主要表現為對溶膠的絮凝作用。絮凝作用是由于高分子對溶膠膠粒的“橋聯”作用產生的。“橋聯”理論認為：在高分子濃度很低時，高分子的鏈可以同時吸附在幾個膠體粒子上，通過“架橋”的方式將幾個膠粒連在一起， 由于高分子鏈段的旋轉和振動，將膠體粒子聚集在一起而產生沉降。三實驗儀器和藥品 1.儀器722 分光光度計，20mL具塞試管6支，100mL 錐形瓶 3 個，50mL具塞量筒3個，10mL移液管一只，膠頭滴管，吸耳球，秒表等。2.藥品0.01mol/L KCL，0.001mol/L K2SO4，0.001mol/L K3(COO)3C3H4OH，0.025%部分水解聚丙烯氨溶液，Fe(OH)3 溶膠，粘土溶膠。四實驗步驟1 .電解質對溶膠的聚沉作用在 3 個清潔、干燥的 100mL 錐形瓶內，用移液管各加入 10mL Fe(OH)3 溶膠。然后用 微量滴定管分別滴入表 101 所列各種電解質溶液，每加入一滴要充分振蕩，至少一分 鐘內溶膠不會出現渾濁才可以加入第二滴電解質溶液。記錄剛剛產生渾濁時電解質的溶 液的體積，并列于表 4-1。4-1 不同電解質對溶膠的聚沉作用記錄Fe(OH)3 溶膠電解質電解質溶液濃度（mol/L）所用電解質溶液體積（mL）KCLK2SO4K3(COO)3C3H4OH2.粘土溶膠和氫氧化鐵溶膠的相互聚沉作用取 6 支干燥試管，在每支試管中按表 102 用量加入 Fe(OH)3 溶膠。然后在所有試管中加入粘土溶膠，使每支試管內的溶膠總體積為 6mL。搖動每支試管，靜止 2 小時， 記下每支試管中的聚沉現象。表 4-2 Fe(OH)3與粘土溶膠的相互聚沉作用記錄表試管編號123456Fe(OH)3 溶膠0.10.51355.5粘土溶膠5.95.55310.5聚沉現象無明顯變化無明顯變化變化慢0.5ML清液變化較快2.5ML清液聚沉快5.5ml清液聚沉最快清液最多3.高分子的絮凝作用取 10 個 50mL 內徑相近的具塞量筒，用移液管分別加入 20mL 粘土溶膠，按下表分 別加入分子量為 2106 的 0.02的部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）溶液，再加水到 50mL， 來回翻到 20 次，靜止 1 小時，在液面下 2cm處吸取 5mL 溶液，用 722 分光光度計（用 法見附錄八），在波長 420nm 下，以蒸餾水為空白測其光密度，將各數據填入表 4-3。表 4-3 HPAM 對粘土溶膠的絮凝作用記錄表粘土溶膠30ml30ml 30mlPHP加量2滴10滴40滴分層情況分層慢絮凝物11.1分層快絮凝物10.1分層最快絮凝物9.0本實驗中所加 HPAM 的體積是不固定的，僅供參考。因為高分子的最佳絮凝濃度，隨 所用 HPAM 的分子量、水解度及溶膠濃度和制備條件而變化。所以 HPAM 的加量可根據實 際情況作適當變動。五實驗處理 1.實驗現象和數據記錄表 4-1 不同電解質對溶膠的聚沉作用記錄電解質2 mol/L KCL0.01mol/L K2SO40.001mol/L K3(COO)3C3H4OH加入滴數41d7d5d表 4-2 Fe(OH)3與粘土溶膠的相互聚沉作用記錄表試管編號123456Fe(OH)3 溶膠（ml）0.10.51355.5粘土溶膠(ml)5.95.55310.5聚沉現象粘土溶膠聚沉現象無明顯現象有少量渾濁出現有分層但不明顯，沉淀顏色較淺有明顯的分層，沉淀顏色淺分層明顯，沉淀顏色較深分層明顯，沉淀顏色很深Fe(OH)3 溶膠聚沉現象4-3 HPAM 對粘土溶膠的絮凝作用記錄表粘土溶膠30ml30ml30mlPHP加量2d10d40d現象溶液變渾濁，但不明顯逐漸分層，上層澄清，在25ml處有分界線逐漸分層，上層澄清，在20ml處有分界線2.根據實驗結果判斷Fe(OH)3 溶膠和粘土溶膠的帶電性。答。粘土溶膠膠粒帶負電，Fe(OH)3 溶膠帶膠粒帶正電。六思考題1為什么 Fe(OH)3 溶膠必須透析后才能作絮凝實驗？答：因為不對Fe(OH)3進行透析的話，制備過程中的電解質殘留就有可能對粘土溶液的絮凝產生影響，進而影響實驗結果的準確性。2不同的電解對同一溶膠的聚沉值是否一樣？為什么？答：不同電解質對同一溶膠的聚沉值不一樣。因為聚沉值的大小與電解質中與溶膠所帶電荷符號相反的離子的價數有關，價數越高，電解質聚沉能力越大，即聚沉值越小。3當高分子在溶膠的濃度較高時會出現什么現象，為什么？答：無明顯現象，不會發(fā)生絮凝現象。因為高分