氢氧化铁为什么带正电:胶核吸附溶液中氢离子形成带电胶体

氢氧化铁为什么带正电:胶核吸附溶液中氢离子形成带电胶体

最开始做胶体电泳实验的时候,死死卡在氢氧化铁为什么带正电这个问题上,总以为是物质本身自带电荷,亲手操作过一次实验、改过一次溶液配比,才彻底摸清其中的门道。

课堂上学的理论太笼统,一直误以为固体颗粒本身有正负电性,直到那次化学实验课,亲手制备氢氧化铁胶体,才发现根本不是这么回事。当时按照步骤,把饱和氯化铁溶液逐滴滴入煮沸的蒸馏水中,持续加热搅拌,慢慢生成了红褐色的透明胶体,全程没有出现沉淀,这是合格胶体的标准状态。

做完制备之后,老师让我们做电泳测试,把电极插入胶体溶液,通电静置几分钟,肉眼清晰看到红褐色的胶体颗粒慢慢向负极移动。

那一刻突然愣住,反向移动的现象直接推翻了我之前的固有认知,带电的根本不是氢氧化铁固体本身。

很多人都会犯和我一样的错,单纯把氢氧化铁分子当成带电微粒,实际上纯的氢氧化铁固体是电中性的,不带任何电荷。胶体能够带电,核心全在制备的环境溶液里。

制备氢氧化铁胶体用的是氯化铁和沸水,反应过程中,溶液里会残留大量未反应的氢离子,还有少量铁离子。氢氧化铁胶体的胶核有极强的吸附性,会优先吸附溶液中带正电的金属阳离子,也就是残留的铁离子,这是它带电的核心原因。

试过一次错误的操作,那次为了加快实验速度,直接冷水滴加氯化铁,没有煮沸蒸馏水。最后生成的不是均匀胶体,是浑浊的絮状沉淀,通电之后完全没有电泳现象,颗粒不会向任何电极移动。

后来才反应过来,冷水环境下反应不充分,没有形成稳定胶核,自然无法吸附溶液中的阳离子,没有吸附行为,就不会产生电性,这也反向印证了氢氧化铁的正电完全来自吸附作用,不是自身属性。

胶体的带电状态从来不是固定的,完全依附于所处的溶液环境。如果溶液里阴离子浓度更高,胶核也会吸附阴离子改变电性,只是常规实验室制备的氢氧化铁胶体,酸性环境占主导,氢离子、铁离子数量远超阴离子,所以稳定带正电。

之前一直纠结为什么沉淀状态的氢氧化铁不带电,胶体状态就带电,现在彻底理清了。沉淀是大量分子聚集的大颗粒,结构稳定,不会主动吸附溶液中的游离离子,而胶体颗粒粒径极小、结构活跃,具备吸附游离离子的能力,这也是胶体和普通沉淀最关键的区别。

不用记复杂的化学公式,只看实操结果就能判断。只要是沸水水解氯化铁制得的标准氢氧化铁胶体,在常规水溶液环境下,必然吸附阳离子带正电,通电后向负极偏移,这是可以亲手复现、百分百成立的现象。

最后一次实验收尾时,特意往胶体里滴加了少量氢氧化钠溶液,中和掉溶液中的氢离子。静置片刻后,原本稳定的红褐色胶体慢慢聚集成沉淀,胶体电性消失,彻底失去了电泳的特性。

了解更多百科知识请访问 百科