认识胶体:丁达尔效应与氢氧化铁胶体
分散系按分散质粒子直径大小分为溶液、胶体和浊液,胶体的粒子直径在 1~100 nm 之间。本实验先制备氢氧化铁胶体,再让一束光通过不同的分散系,通过光路是否可见来区分胶体和溶液,是高中化学认识分散系的基础实验。
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实验目的
学会制备氢氧化铁胶体,通过丁达尔效应区分胶体与溶液,认识胶体的特征。
实验原理
向沸水中滴加饱和 FeCl3 溶液并煮沸,得到红褐色氢氧化铁胶体:FeCl3 + 3H2O =△= Fe(OH)3(胶体) + 3HCl。胶体分散质粒子直径为 1~100 nm,能使光发生散射,因此光束通过时可看到一条光亮的“通路”,即丁达尔效应;溶液中粒子很小,几乎看不到。
实验器材
- 烧杯
- 酒精灯、三脚架、石棉网
- 饱和 FeCl3 溶液
- 蒸馏水
- 胶头滴管
- 硫酸铜溶液(或氯化钠溶液)
- 激光笔(或手电筒)
- 泥水(浊液)
实验步骤
- 取小烧杯,加入约 25 mL 蒸馏水,加热至沸腾。
- 向沸水中逐滴加入 5~6 滴饱和 FeCl3 溶液。
- 继续煮沸至液体呈红褐色,停止加热,得到氢氧化铁胶体。
- 准备硫酸铜溶液和氢氧化铁胶体各一杯。
- 在暗处用激光笔分别从侧面照射两杯液体。
- 对比两杯液体中是否出现光亮的通路,必要时再观察泥水。
实验现象与结论
FeCl3 溶液滴入沸水后,液体变为红褐色。激光笔照射氢氧化铁胶体时,可看到一条明亮的光路;照射硫酸铜溶液时,看不到明显光路。可用丁达尔效应区分胶体和溶液。
注意事项
- 加热时注意防止烫伤,不可长时间剧烈搅拌。
- 不要用激光笔直射眼睛。
- 饱和 FeCl3 溶液滴加后不要煮沸过久,以免产生沉淀。
常见问题
- 为什么制备氢氧化铁胶体要把液体煮沸?
- 加热能促进 FeCl3 水解,生成氢氧化铁胶体;煮沸到液体呈红褐色即可停止。
- 怎样区分胶体和溶液?
- 用一束光照射,能看到明亮光路(丁达尔效应)的是胶体,溶液通常看不到。
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