11. Физико-химические свойства желатинового геля
11.1. Цель работы
1. Изучить особенности набухания желатина в водных растворах заданного состава (см. табл. 11.1).
2. Выполнить опыт, демонстрирующий синерезис геля желатина.
11.2. Общие указания
1. Подготовьте краткую теорию к отчету в соответствии с планом:
-
основные характеристики ВМС, строение и свойства;
-
свойства, классификации и методы получения гелей;
-
особенности набухания ВМС: термодинамика, механизм и кинетика набухания гелей;
-
синерезис гелей и его причины.
11.3. Реактивы и оборудование
Пробирки - 15 шт.; штатив для пробирок; желатин, порошок; вода; водные растворы следующих веществ: 1 н HCl, NaOH и 0,1 н KCl, KNO3, K2SO4, KJ, спирт этиловый, вата.
11.4. Методика эксперимента
Опыт 1. Набухание желатина в водных растворах электролитов
Ход опыта.
Пронумеруйте и взвесьте (если вес не указан на пробирке) 15 сухих пробирок. В каждую из них насыпьте примерно одинаковое количество желатины слоем высотой около 0,3 см. Взвесьте пробирки с желатином и прилейте к ним по 3-4 см3 одного из растворов, с рН, указанным в табл. 11.1. Методика приготовления рабочих растворов состоит в следующем:
Прилейте в стеклянный стаканчик примерно 50 см3 воды и измерьте ее рН с помощью рН- метра. При измерении рН перемешивайте воду магнитной мешалкой. Не прекращая перемешивания, приливайте каплями к воде 1М раствор HCl до получения раствора с заданным значением рН.
При достижении заданного значения рН отбирайте аликвоту раствора и приливайте ее в пронумерованные пробирки с желатином. Таким способом можно приготовить растворы с рН <7.
Затем аналогичным образом, приготовьте растворы с рН больше 7. Для этого к свежей порции воде приливайте 1 М раствор едкого натра.
Через час осторожно слейте воду, находящуюся над слоем набухшей желатины. Внутреннюю стенку пробирки оботрите, слегка касаясь набухшей желатины, свернутым в трубочку фильтром.
Взвесьте пробирки и рассчитайте массу поглощенной воды m(Н2О), приходящуюся на единицу массы сухой желатины по формуле:
Экспериментальные и расчетные данные записывайте в таблицу 11.1.
Таблица 11.1.
Форма записи экспериментальных данных
|
Номер пробирки |
Раствор |
рН
|
М а с с а, г (до набухания) |
Масса, г ( после набухания) |
||||
|
m1 |
m2 |
m2-m1 = mo |
m3 |
m3-m2= m(H2O) |
|
|||
|
1 |
H2O |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
HCl |
2,5 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
HCl |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
HCl |
3,5 |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
HCl |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
HCl |
4,5 |
|
|
|
|
|
|
|
7 |
HCl |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
8 |
NaOH |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
9 |
NaOH |
7 |
|
|
|
|
|
|
|
10 |
NaOH |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
11 |
NaOH |
9 |
|
|
|
|
|
|
|
12 |
KCl |
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
KNO3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
K2SO4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
KJ |
|
|
|
|
|
|
|
Обозначения: m1 - пустая пробирка; m2 -пробирка с желатином; mo - желатин; m3 -пробирка с набухшим желатином; m(H2O)/mo= ; масса воды на единицу веса желатины (степень набухания).
Обсуждение результатов опыта.
Оцените влияние природы электролитов на набухание желатины. Расположите анионы в ряд по возрастанию их влияния на набухание.
Постройте график зависимости степени набухания от рН. Укажите рН, при котором набухание максимально и минимально. Объясните характер графика и сравните график зависимости степени набухания от рН с графиком зависимости вязкости раствора желатина от рН (см. работу “Растворы ВМС”). Есть ли сходство между графиками? Вскройте причины этого сходства.