Тема 2.4.: «Електрокінетичні властивості,

стабілізація і коагуляція золей »

Лабораторна робота № 6

Дата проведення роботи______________________

«Методи приготування золів»

Мета роботи: 1. Оволодіння уміннями проведення експериментальних досліджень.

2. Експериментальним шляхом навчитися готувати золі різних колоїдних систем.

3. Ознайомлення з методами одержання дисперсних систем та вивчення деяких їх властивостей

Реактиви, посуд і прилади: конічна колба, 1,5% розчин каніфолі в спирті; конічна колба на 100мл; 1,5% розчин FeCl₃; 2% розчин FeCl₃; 0,1% розчин K₄[Fe(CN)₆]; насичений розчин K₄[Fe(CN)₆]; 0,05 н розчин AgNO₃; 0,05 н розчин КJ; 1,5% розчин KMnO₄ ; 1% розчин Na₂CO₃; 0,05 н розчин Na₂S₂O₃; 2 н розчин H₂SO₄; скляна паличка; фільтрувальний папір, щавлева кислота.

ХІД РОБОТИ

Конденсаційні методи приготування золів поділяються на метод фізичної конденсації, коли тверда фаза утворюється внаслідок конденсації з газоподібної фази або внаслідок заміни розчинника (зниження розчинності розчиненої речовини), і метод хімічної конденсації, коли тверда фаза утворюється внаслідок хімічної реакції.

Приготування золів методом заміни розчинника

(зниження розчинності)

I. Приготування золю каніфолі.

До 5 мл 1,5% розчину каніфолі в спирті додайте 100 мл дистильованої води, енергійно розмішуючи скляною паличкою. При цьому утвориться молочно-білий гідро золь каніфолі у воді з негативно зарядженими колоїдними частинками. Частина каніфолі утворить грубо дисперсні частинки, від яких золь можна звільнити фільтруванням.

II. Приготування золю сірки.

До 5 мл насиченого розчину сірки в етиловому спирті додайте при інтенсивному розмішуванні до 50 мл дистильованої води. Утворюється голубуватий (у світлі, що проходить, - жовтуватий) гідро золь сірки з негативно зарядженими колоїдними частинками.

Приготування золів методом хімічної конденсації

(як наслідок хімічної реакції)

a. Гідроліз хлориду феруму (ІІІ)FeCl₃

Нагрійте в склянці 100мл дистильованої води до кипіння. Вилийте туди окремими порціями 20-25 мл свіжопроготовленного розчину FeCl₃. При цьому відбувається процес гідролізу:

FeCl₃ + 3H₂O → Fe(OH)₃ + 3HCl

При нагріванні леткий хлорид водню видаляється з системи і рівновага процесу гідролізу зміщується вправо. Хоча частково відбуваються реакції:

Fe(OH)₃ + HCl = Fe(OH)₂Cl + H₂O,

Fe(OH)₂Cl = FeOCl + H₂O.

Молекули гідроксиду феруму як важкорозчинного продукту конденсуються в агрегати і утворюють колоїдні частинки, будову яких можна зобразити так:

{ mFe(OH)₃3(n-x)FeO⁺} 3^x+xCl ^–

Хлорид на кислота при охолодженні знову подрібнює агрегати молекул гідроксиду до молекул та іонів, тому приготовлений золь необхідно від неї очистити методом діалізу.

b. Приготування золю берлінської блакиті (реакція подвійного обміну).

До 15 мл розчину FeCl₃ поступово додайте при збовтуванні 5-6 крапель 0,1%-го розчину жовтої кров'яної солі K₄[Fe(CN)₆]. Спостерігайте утворення золю зеленого кольору.

c. До 15 мл 0,1%-го розчину жовтої кров'яної солі K₄[Fe(CN)₆] додайте 5-6 краплин 2%-го розчину FeCl₃. Спостерігайте утворення золю яскаравосинього кольору.

 

d. Приготування золю оксиду мангана(ІУ).

До 2 мл розбавленого розчину перманганату калію KMnO₄ краплинами додайте 0,5 мл 1%-го розчину тіосульфату натрію Na₂S₂O₃. Утворюється вишнево-червоний золь диоксиду мангану з від’ємно зарядженими частинками.

 

е. Приготування золю йодиду срібла.

У дві пробірки внесіть: в першу – 2 мл розчину йодиду калію та 1 мл нітрату срібла, в другу – 2 мл нітрату срібла та 1 мл розчину йодиду калію. Концентрація цих речовин однакова (0,05 н). Спостерігайте колір золів.

f. Одержання золю за допомогою окисно-відновної реакції.

У пробірку внесіть 1 мл 0, 05 н розчину тіосульфату натрію Na₂S₂O₃ і додайте до нього 1 мл 2 н розчину сірчаної кислоти. Спостерігайте утворення гідро золю сірки.

За дисперсійним методом приготування золів тверді тіла подрібнюють механічно, за допомогою ультразвукових коливань і електричним способом, а також за методом пептизації.

1. Метод пептизації.

До 5 мл 2%-го розчину FeCl₃ додайте 1 мл насиченого розчину K₄[Fe(CN)₆]. Приготовлений осад берлінської блакиті профільтруйте та промийте дистильованою водою. Далі підставте під воронку чисту пробірку, залийте осад на фільтрі 0,1 н розчином щавлевої кислоти (пептизатор). При цьому фільтрується синій золь берлінської блакиті. На відміну від попередніх (конденсаційних) методів приготування золю методом пептизації відноситься до дисперсійних методів.

Висновок:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Контрольні питання та практичні завдання

1. Назвіть дві основні ознаки колоїдного стану речовини.

________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Що називається дисперсною фазою і дисперсійним середовищем?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Які способи класифікації дисперсних систем Вам відомі?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Які дисперсні системи називаються леофільними, а які – ліофобними?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Що таке золь? Скласифікуйте золі за всіма відомими Вам способами класифікації дисперсних систем.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Завдання. Запропонуйте метод одержання колоїдного розчину NaCl в ефірі.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

 

Тема 2.4.: «Електрокінетичні властивості,

стабілізація і коагуляція золів »

Лабораторна робота № 7

Дата проведення роботи______________________

«Визначення порогу коагуляції»

Мета роботи: 1. Оволодіння уміннями проведення експериментальних досліджень.

2. Визначення залежності порога коагуляції від заряду іона-коагулятора і вивчення захисної дії стабілізатора.

Реактиви, посуд і прилади: пробірки – 11 шт.; 1М розчин КCl; 0,05М розчин К₂SO₄; 0,0005М розчин K₃[Fe(CN)₆]; 10%-й розчин FeCl₃, насичений розчин FeCl₃; електрична плитка, конічна колба; штатив для пробірок; 0,25% розчин желатину.

ТЕОРЕТИЧНЕ ПІДГРУНТЯ

Колоїдні розчини відіграють надзвичайно велику роль у біології і медицині, при виробництві промислових і продовольчих товарів, ґрунтознавстві і техніці. Основні умови одержання колоїдних розчинів такі:

o Речовина дисперсної фази повинна практично не розчинятися в дисперсійному середовищі;

o Концентрація золю має бути невеликою;

o В системі має бути присутнім третій компонент – стабілізатор.

Свіжо приготовлені осади (коагуляти), як правило, складаються з частинок колоїдної дисперсності. Якщо відмити надлишок коагулятора – електроліту або ввести іони, які адсорбуються на частинках осаду і передають їм заряд, осад можна пептизувати, тобто перевести у зважений стан, одержуючи золь. Тому пептизацію можна назвати процесом, протилежним коагуляції. Стійкі гідрофобні золі можуть бути одержані тільки в присутності стабілізатора.

Коагуляцією називають процес злипання частинок дисперсної фази під дією міжмолекулярних сил притягання.

Щоб викликати коагуляцію золів добавкою електролітів, необхідно електроліт брати в певних кількостях. Причому до досягнення цієї концентрації коагуляція не спостерігається зовсім, а по досягненні певної концентрації має «обвальний, катастрофічний» характер, призводячи в більшості випадків до швидкого і повного руйнування колоїдної системи. При добавлені малих концентрацій електролітів може відбутися початок коагуляції, коли злипання частинок відбувається незначно. Початкова стадія процесу коагуляції протікає непомітно для озброєного ока і називається тому прихованою коагуляцією. Збільшення концентрації електроліту веде до подальшого розвитку коагуляції, збільшенню її швидкості і супроводжується появою більш крупних частинок. При цьому золь мутніє. Ця стадія процесу називається очевидною коагуляцією.

Та найменша кількість електроліту, яка викликає початок очевидної коагуляції, визначає поріг коагуляції золя. Коагуляцію викликає, головним чином, один з іонів прибавленого електроліту, саме той, який протилежний по знаку потенціал визначених іонів. Це підтверджується правилом Шульца-Гарді.

Правило Шульца-Гарді:

Чим вищий заряд коагулюючого іону, тим сильніше проявляється його коагулююча здатність і тим нижчий поріг коагуляції. Коагулюючу дію виявляє головним чином проти іон, і здатність до коагуляції зростає пропорційно його заряду, взятому в деякому високому степені.

ХІД РОБОТИ