Експериментальна частина

Обладнання та реактиви: прилад для електрофорезу з джерелом постійної напруги або випрямлячем (при роботі з електромережею 220 В); дистильована вода; електроплита; розчин FeCl₃ (1 М) – 100 мл; термостійкий стакан ємністю 500 мл; секундомір.

Методичні вказівки

Попередньо готують колоїдний розчин ферум (ІІІ) гідроксиду. Для цього нагрівають 300 см³ дистильованої води до температури 60-70 ˚С. Нагрівання проводять в термостійкому стакані, використовуючи електроплиту. В нагріту воду порціями вливають 30 см³ розчину ферум (ІІІ) хлориду, перемішуючи. В результаті цього утворюється темно-коричневий колоїдний розчин золю ферум (ІІІ) гідроксиду. Приготований в такий спосіб колоїдний розчин охолоджують до кімнатної температури.

У прилад для електрофорезу, закріплений в штативі (рис. 15.2), наливають через одне з колін U-подібної трубки контактну (проміжну) рідину. Кран (5) при цьому повинен бути відкритим. Як контактну рідини використовують дистильовану воду, в яку додають невеликі кількості розчину FeCl₃. Закривають кран (5) і вставляють в коліна U-подібної трубки електроди (1). Після цього через лійку (4) наливають до верху досліджуваний золь і прикривають кран (5) так, щоб золь повільно заповнював прилад, витісняючи проміжну рідину догори (оскільки її густина є меншою густини золю). Чим повільніше відбувається заповнення золю, тим чіткішою буде межа розділу між золем і проміжною рідиною. Коли електроди зануряться на 0,5 см в проміжну рідину, закривають кран (5) і фіксують положення межі золю в двох колінах приладу.

Вмикають струм і секундомір. Момент вмикання струму приймають за початок досліду. Користуючись секундоміром, за шкалою, нанесеною на колінах U-подібної трубки визначають швидкість переміщення межі поділу золь – контактна рідина. Швидкість електрофорезу заміряють щонайменше 3 рази, кожен раз спостерігаючи за переміщенням межі поділу на певну відстань.

Після закінчення вимірювань прилад вимикають і з допомогою гнучкої дротини (нитки) визначають вздовж U-подібної трубки відстань l між кінцями електродів. На основі одержаних даних вираховують ζ-потенціал за формулою (15.2). Експериментальні та розрахункові дані заносять до таблиці.

Таблиця 2.4

Результати дослідження електрофорезу золю ферум (ІІІ) гідроксиду

№ п/п	Напруга, Eзовн, В	Відстань між електро-дами, l, м	Різниця потен-ціалів, Е, В	Перемі- щення границі поділу, S, м	Час перемі-щення, τ, с	Швидкість електро-форезу, U, м/c	ξ-потен-ціал, В

Оформлення протоколу: Результати вимірювань представляють у вигляді таблиці. Роблять висновок про заряд міцели колоїдного розчину ферум (ІІІ) гідроксиду, одержаного гідролізом FeCl₃. На основі розрахованого значення електрокінетичного потенціалу роблять висновок про стійкість колоїдного розчину.

Питання для самоконтролю

1. Як на основі величини ζ-потенціалу можна оцінити стійкість колоїдного розчину?

2. Чи може ζ -потенціал приймати нульове значення?

3. Які фактори впливають на величину ζ -потенціалу?

4. У яких межах лежить величина ζ -потенціалу стійких колоїдних розчинів?

5. З допомогою яких методів (крім електрофорезу) можна визначити ζ -потенціал?