Получение и устойчивость дисперсных систем. Дата_________ Лабораторная работа № ______

Способы получения дисперсных систем. Коагуляция золей электролитами.

Цель работы:Изучить способы получения и очистки коллоидных растворов, их оптические свойства. Приобрести навыки измерения порогов коагуляции золей и коагулирующей способности электролитов, научится пептизировать осадки электролитами.

Оборудование и реактивы: Проекционный фонарь; горелка газовая; пробирки; капельницы; воронка; пипетки глазные; фильтровальная бумага; бюретки.

Раствор канифоли в этаноле; растворы: гексацианоферрата(II) калия, нитрата серебра, сульфата меди; раствор танина. Гидрозоль гидроксида железа(III); раствор сульфата натрия (с(Na₂SO₄)= 0,0025 моль/л); раствор гексацианоферрата(III) калия (с(К₃Fe(CN)₆)=0,0025 моль/л); растворы хлорида железа(III) (с(FeCl₃) = 0,5 моль/л и насыщенный); раствор аммиака и соляная кислота, с(HCl)=0,1 моль/л.

Ход работы:

Опыт 1.Получение гидрозоля канифоли методом замены растворителя.

В пробирку наливают приблизительно 10 мл (1/2 пробирки) дистиллированной воды и добавляют 5 капель раствора канифоли в этаноле.

Смесь энергично перемешивают и, зажав пробирку в держателе, нагревают до кипения для удаления избытка этанола.

Для наблюдения эффекта Фарадея-Тиндаля пробирку с коллоидным раствором помещают на пути луча света проекционного фонаря. Рассматривают пробирку под углом 90⁰к направлению падающего луча. Результаты наблюдений записывают в таблицу.

Опыт 2. Получение гидрозоля гидроксида железа(III) методом гидролиза.

В пробирку наливают приблизительно 10 мл (1/2 пробирки) дистиллированной воды и нагревают до кипения; в кипящую воду добавляют 5 капель раствора хлорида железа (III) и продолжают нагревание до появления красно- бурой окраски. Наблюдают, образуется ли конус Фарадея-Тиндаля при пропускании пучка света через полученный раствор.

Уравнение реакции:

Схема строения мицеллы:

Опыт 3. Получение гидрозоля серебра методом восстановления.

В пробирку наливают приблизительно 10 мл дистиллированной воды и добавляют 4-5 капель 0,1% раствора нитрата серебра; полученный раствор нагревают до кипения и по каплям, с интервалами в 1 мин, добавляют 1% раствор танина до появления устойчивой желтой окраски.

Наблюдают, образуется ли конус Фарадея-Тиндаля при пропускании пучка света через полученный раствор. Золь серебра выливают в специальную склянку. Результаты наблюдений записывают в таблицу.

Экспериментальные данные.

Опыт	Золь	Метод получения		Внешний вид		Наблюдение конуса рассеяния света
		Физический или химический	Диспергирование или конденсация	В проходящем свете	В отраженном свете
1
2
3

Опыт 4. Определение порогов коагуляции.

1. Проводят последовательно два опыта с растворами электролитов Na₂SO₄и К₃Fe(CN)₆. Готовят исходные растворы электролита различных концентраций, смешивая в пяти пробирках отмеренные с помощью бюреток исходный раствор электролита и дистиллированную воду в соотношениях, указанных в таблице.

2. В пять хорошо вымытых пробирок отмеривают из бюретки по 5,0 мл гидрозоля железа(III). Во все пробирки с золем приливают по возможности одновременно приготовленные растворы электролита и тотчас же перемешивают. Через 10 мин отмечают, в каких пробирках наблюдается помутнение или образование осадка. Результаты наблюдений записывают в таблицу: знаком «+» отмечают наличие коагуляции, знаком «─» отсутствие.

Экспериментальные данные.

Пробирка	Объем, мл		Результаты наблюдений Коагулирующий электролит
	Раствор электролита	Вода	Na2SO4	К3[Fe(CN)6].
1	2,5	0,5
2	2,0	1,0
3	1,5	1,5
4	1,0	2,0
5	0,5	2,5

Обработка результатов эксперимента.

Рассчитывают пороги коагуляции золя (с_п) и коагулирующую способность (К.С.) для каждого электролита (Х), используя уравнения:

с_n(X)=c(X)V_min1000/V_сум,

К.С.= 1/с_п(X) ,

где c(X)-молярная концентрация электролита, моль/л;V_min- наименьший объем исходного раствора электролита, вызывающий коагуляцию данного объема золя, мл;V_сум- суммарный объем золя, исходного раствора электролита и воды, мл.

Наименьший объем исходного раствора электролита, вызывающий коагуляцию золя, находят как среднее значение по уравнению:

V_min=(V_i+V_i+1)/ 2 ,

Где V_i- объем исходного раствора электролита в пробирке, в которой произошла коагуляция, мл;V_i+1- объем исходного раствора электролита в соседней пробирке, в которой коагуляция не произошла, мл.

Расчеты:

Вывод(формулируют вывод, отмечая, соответствуют ли экспериментальные данные правилу Шульце-Гарди):

Опыт 5. Пептизация осадка Fe(OH)₃ электролитами.

1. В пробирку наливают приблизительно 5 мл (1/4 пробирки) раствора с концентрацией хлорида железа (III) 0,5 моль/л и прибавляют по каплям раствор аммиака до полного осаждения гидроксида железа(III). Полученный осадокFe(OH)₃заливают дистиллированной водой, перемешивают стеклянной палочкой и дают ему отстоятся.

2. Жидкость над осадком осторожно сливают так, чтобы осадок остался в пробирке. К оставшемуся осадку снова приливают воду и декантацию повторяют до полного удаления аммиака.

3. К промытому осадку прибавляют приблизительно 5 мл дистиллированной воды и перемешивают до получения взвеси, которую разливают поровну в три пробирки. В первую пробирку добавляют 5-10 капель насыщенного раствора хлорида железа(III), во вторую-10-15 капель 0,1 моль/л раствораHCl. Третью пробирку оставляют для сравнения. 4. Содержимое каждой пробирки перемешивают и проводят наблюдения. Результаты наблюдений записывают в таблицу.

Пробирка	Внешний вид содержимого пробирки	Добавленный электролит	Наблюдаемые изменения	Вид пептизации
1
2

Уравнение реакции и схемы строения мицелл золей:

Вывод:

Занятие 17