Лабораторная работа № 23. Получение лиофобных золей

Цель работы. Получить лиофобные золи. Составить формулу мицеллы.

Сущность метода. По заданию преподавателя получить лиофобный золь методом изиической или химической конденсации и определить коагулирующее действие различных электролитов.

Оборудование и реактивы. Колбонагреватель; цилиндр мерный объемом 200 мл – 1 шт.; колба мерная объемом 200 мл – 6 шт.; капельница – 3 шт.; химический стакан 250-300 мл – 6 шт.; мерная пипетка объемом 20 мл – 2 шт.; мерная пипетка объемом 15 мл – 1 шт.; пипетка мерная объемом 10 мл – 1 шт.; пипетка мерная объемом 5 мл – 1 шт.; пипетка градуированная (или бюретка) объемом 10 мл – 1 шт.; пипетка градуированная объемом 5 мл – 3 шт.; пипетка градуированная объемом 1 мл – 4 шт.; хлорид железа (III) – раствор концентрацией 10 %; хлорид железа (III) – насыщенный раствор; гексацианоферрат (II) калия – раствор концентрацией 20 %; сульфат кобальта – раствор концентрацией 0,1 %; сульфат меди (II) – раствор концентрацией 10 %; тиосульфат натрия – 0,05 н. раствор; ортофосфорная кислота – разбавленная 1:50; карбонат аммония – раствор, концентрацией 20 %; хлорид алюминия – раствор, концентрацией 30 %; хлорид хрома (III) – раствор, концентрацией 2 %.

Выполнение работы

Золь гидроксида железа (III). В круглодонную колбу объемом 250 – 300 мл мерным цилиндром отмерить 200 мл дистиллированной воды, поместить колбу с водой на колбонагреватель, довести до кипения и при помощи мерной пипетки добавить постепенно при перемешивании 10 мл раствора хлорида железа (III) концентрацией 10 %. При этом хлорид железа энергично гидролизуется по трем ступеням. Молекулы гидроксида железа конденсируются в коллоидные частицы. Образуется золь Fe(OH)₃ красного цвета.

Золь берлинской лазури (положительный). 1 мл раствора K₄[Fe(CN)₆] концентрацией 20 % поместить в колбу объемом 200 мл и довести дистиллированной водой до метки. Колбу плотно закрыть пробкой. Раствор тщательно перемешать, переворачивая колбу и встряхивая не менее 30 раз. Раствор перелить в химический стакан объемом 250 – 300 мл. К полученному раствору добавить при перемешивании 1 – 2 капли насыщенного раствора хлорного железа. Образуется прозрачный синего цвета золь берлинской лазури – гесациоаноферрат (II) железа (III).

Золь берлинской лазури (отрицательный). Градуированной пипеткой объемом 1 мл отобрать 0,2 мл насыщенного на холоде раствора хлорида железа (III), поместить в мерную колбу объемом 200 мл и довести до метки дистиллированной водой. Колбу плотно закрыть пробкой. Раствор тщательно перемешать, переворачивая колбу и встряхивая не менее 30 раз. Раствор перелить в химический стакан объемом 250 – 300 мл. К полученному раствору при перемешивании стеклянной палочкой прибавить 1 – 2 капли раствора K₄[Fe(CN)₆] концентрацией 20 %.

Золь гексацианоферрата (II) кобальта (II). 1 мл раствора K₄[Fe(CN)₆] концентрацией 20 % поместить в колбу объемом 200 мл и довести дистиллированной водой до метки. Колбу плотно закрыть пробкой. Раствор тщательно перемешать, переворачивая колбу и встряхивая не менее 30 раз. Раствор перелить в химический стакан объемом 250 – 300 мл. При помощи градуированной пипетки или бюретки объемом 10 мл медленно прибавить 6 – 7 мл раствора сульфата кобальта концентрацией 0,1 %. Образуется золь гексацианоферрата (II) кобальта (II) зеленого цвета.

Золь гексацианоферрата (II) меди (II). 1 мл раствора K₄[Fe(CN)₆] концентрацией 20 % поместить в колбу объемом 200 мл и довести дистиллированной водой до метки. Колбу плотно закрыть пробкой. Раствор тщательно перемешать, переворачивая колбу и встряхивая не менее 30 раз. Раствор перелить в химический стакан объемом 250 – 300 мл и добавить при перемешивании 3 – 4 капли раствора сульфата меди (II). Образуется золь гексацианоферрата (II) меди (II) красно-бурого цвета.

Гидрозоль серы (зависимость окраски от степени дисперсности). В пробирку мерной пипеткой отобрать 15 мл 0,05 н. раствора тиосульфата натрия и при помощи мерной пипетки добавить 5 мл раствора ортофосфорной кислоты. Перемешать. По реакции 3Na₂S₂O₃ + 2H₃PO₄ = 2Na₃PO₄ + 3S + 3SO₂ + H₂O образуется отрицательно заряженный золь, частицы которого в указанном растворе самопроизвольно укрупняются. В результате при интенсивном освещении пробирки с золем можно наблюдать постепенное изменение его окраски от желтой до голубой, затем происходит его явная коагуляция.

Золь гидроксида алюминия. В мерную колбу объемом 200 мл мерной пипеткой отобрать 20 мл раствора карбоната аммония концентрацией 20%, довести дистиллированной водой до метки. Колбу плотно закрыть пробкой. Раствор тщательно перемешать, переворачивая колбу и встряхивая не менее 30 раз. Раствор перелить в химический стакан объемом 250 – 300 мл. К раствору добавить при перемешивании 0,4 мл раствора хлорида алюминия концентрацией 30 %. Образуется бесцветный опалесцтрующий золь гидроксида алюминия.

Золь гидроксида хрома (III). В мерную колбу объемом 200 мл мерной пипеткой отобрать 20 мл раствора карбоната аммония концентрацией 20%, довести дистиллированной водой до метки. Колбу плотно закрыть пробкой. Раствор тщательно перемешать, переворачивая колбу и встряхивая не менее 30 раз. Раствор перелить в химический стакан объемом 250 – 300 мл. К раствору добавить при перемешивании 4 мл раствора соли хрома (хлорида или сульфата). Образуется мутно-зеленый золь гидроксида хрома (III).

Содержание протокола лабораторной работы

1. Указать использованные реактивы и оборудование

2. Записать наблюдения при получении золей и при их стоянии во время занятия

Содержание отчета по лабораторной работе

1. Название работы.

2. Цель работы.

3. Ход эксперимента.

4. Экспериментальные данные (см. протокол к лабораторной работе).

5. Обработка экспериментальных данных: уравнения реакций в молекулярной и ионной формах, формулы мицелл; какие ионы будут обладать наибольшим коагулирующим действием в каждом случае?