Методика приготовления гидрозоля гндрокснда железа

Гидрозоль гидроксида железа готовят методом химической конденсации, происходящей в результате гидролиза хлорида железа согласно реакции:

FeCl₃ + З Н₂O Fe(OH)₃ + 3 HCl.

Равновесие реакции сдвигается вправо при повышении температуры и разведении реакционной смеси.

Для получения золя в колбу с 250 мл кипящей дистиллированной воды доливают 10 мл 2% раствора хлорида железа и кипятят несколько минут. При этом получается гидрозоль красно-коричневого цвета. Приготовленный гидрозоль охлаждают до комнатной температуры.

 

Ход работы:

 

За процессом коагуляции следят по изменению оптической плотности D, которую измеряют на приборе ФЭК-56.

Для изучения коагуляции золя гидроксида железа предварительно прово­дят следующие операции: берут 11 пробирок, нумеруют их и наливают воду в количестве, указанном в таблице 6.2. Затем в каждую пробирку добавляют по 10 мл золя.

 

Таблица 6.2 – Результаты изучения процесса коагуляции гидрозоля железа

Электролит................................ (название, концентрация)

 

№ пробирки	Объем воды, мл	Объем золя, мл	Объем электролита, мл	Концентрация электролита, моль / л	Оптическая плотность, D
	5,0		0,0
	4,5		0,5
	4,0		1,0
	3,5		1,5
	3,0		2,0
	2,5		2,5
	2,0		3,0
	1,5		3,5
	1,0		4,0
	0,5		4,5
	0,0		5,0

 

Далее в каждую пробирку вносят растворы хлорида или ацетата натрия в таком количестве, чтобы общий объем смеси в каждой пробирке составлял 15 мл (см. таблицу 6.2). По часам отмечают время внесения электролита в золь. Измерения на ФЭК-56 проводят с раствором хлорида натрия не ранее, чем через 30 минут, а с раствором ацетата натрия – через 15 минут.

Сульфат натрия вносят в золь гидроксида железа за 2 минуты до проведе­ния измерений. Результаты проведенных измерений заносят в таблицу 6.2.

Такую таблицу составляют для каждого электролита отдельно, т.е., в ре­зультате работы всего должны быть составлены и заполнены 3 таблицы.

С целью экономии времени первыми следует приготовить пробирки с раствором хлорида натрия, затем – с раствором ацетата натрия. При проведении опыта необходимо следить за временем.

Прежде, чем залить в кювету исследуемый раствор для измерения оптиче­ской плотности, кювету следует предварительно ополоснуть этим раствором.

Вычисление концентрации раствора электролита в системе, содержащей электролит, проводят по соотношению объема и молярности исходной и конеч­ной системы по формуле:

.

Например, для 5-ой пробирки с ацетатом натрия; 3×2 = С _к×15, т.е. C _к = 0,4 моль / л.

На основании результатов строят зависимость D = f (C), которая должна иметь примерно такой вид, как показано на рисунке 6.6. По этой зависимости устанавливают порог коагуляции С _к. На основании полученных результатов записывают форму­лу мицеллы золя гидроксида железа и объясняют влияние природы иона на коа­гуляцию.

Рисунок 6.6 – Зависимость оптической плотности золя от концентрации электролита

 

Лабораторная работа 6.3