2. Экспериментальная часть

Содержание работы:

1. После ознакомления с теоретическим материалом выполнить опыты и записать наблюдения.

2. Записать формулы мицелл получаемых золей, сделать выводы о заряде частиц золей.

Опыт 1. Получение гидрозоля серы методом замены растворителя

К 5-10 мл дистиллированной воды прилить 5-10 капель насыщенного раствора серы в абсолютном спирте. Наблюдать образование молочно-белого опалесцирующего золя.

Опыт 2. Получение золя гидроксида железа (III)

К 85 мл дистиллированной воды, нагретой до кипения, по каплям прилить 10 мл 2%-го раствора хлорида железа (III) FeCl₃. Наблюдать образование золя гидроксида железа, окрашенного в интенсивный красно-коричневый цвет. Написать строение мицеллы золя гидроксида железа с учетом того, что в роли стабилизатора выступает дигидроксохлорид железа Fe(OH)₂Cl, который является промежуточным продуктом при образовании гидроксида железа в ходе гидролиза. Дигидроксохлорид железа распадается по реакции:

Fe(OH)₂Cl = FeO⁺ + Cl^– + Н₂O.

При составлении формулы потенциалопределяющие ионы выбрать, используя данные опыта 5, и подтвердить выбор на основании правила Пескова—Фаянса.

Раствор сохранить для опытов 5 и 6.

Опыт 3. Получение золя сульфида меди

К 5 мл сероводородной воды добавить 0,5 мл очень разбавленного раствора сульфата меди CuSO₄. Наблюдать образование золя сульфида меди (золь заряжен отрицательно), окрашенного в коричневый цвет. Написать строение мицеллы золя.

Раствор сохранить для опыта 6.

Опыт 4. Получение геля кремниевой кислоты

К 5 мл концентрированного раствора силиката натрия прибавить 1-1,5 мл разбавленной соляной кислоты HCl. Наблюдать выделение геля кремниевой кислоты. Написать строение мицеллы золя, учитывая, что в избытке взят силикат натрия.

Опыт 5. Коагуляция электролитами золя гидроксида железа (III)

Полученный в опыте № 2 коллоидный раствор разлить в четыре пробирки. В первую добавить несколько капель раствора хлорида натрия NaCl, во вторую — раствора сульфата натрия Na₂SO₄, в третью — фосфата натрия Na₃PO₄. Раствор в четвертой пробирке является раствором сравнения. Через несколько минут наблюдать явление коагуляции. Какой из электролитов приводит к более быстрой коагуляции и почему? Полученные результаты занести в таблицу по следующей форме:

№ пробирки	Формула электролита	Скорость коагуляции (качественная оценка)
1
2
3

Сопоставить данные с правилами коагуляции Шульце—Гарди и сделать вывод о заряде гранул золя.

Опыт 6. Взаимная коагуляция золей

В пробирку налить равные объемы коллоидных растворов гидроксида железа (III) из опыта 2 и сульфида меди из опыта 3. Наблюдать взаимную коагуляцию золей. Объяснить наблюдаемый эффект, используя данные о формулах мицелл сливаемых золей.

Контрольное задание

1. При смешении растворов веществ А и B (вещество В берется в избытке) образуется золь вещества С. Написать формулу мицеллы золя, указать знак заряда его коллоидных частиц. Указать, какой из коагуляторов будет наиболее эффективным.

Вари­ант	А (разб)	В	С	Коагулятор
1. 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15	NaI MgCl2 NH4CNS BeCl2 BaCl2 (NH4)2S AlCl3 CrCl3 MnCl2 CoCl2 NiCl2 Pb(NO3)2 Na2SiO3 K2CrO4 SnCl2	AgNO3 NaOH AgNO3 NH4OH CaSO4 AgNO3 NaOH NH4OH (NH4)2S H2S (NH4)2S KI HCl AgNO3 (NH4)2S	AgI Mg(OH)2 AgCNS Be(OH)2 BaSO4 Ag2S Al(OH)3 Cr(OH)3 MnS CoS NiS PbI2 H2SiO3 Ag2CrO4 SnS	NaF, Ca(NO3)2, K2SO4 KCl, Zn(NO3)2, AlCl3 KNO3, CH3COONa, Na2SO4 Na2SO4, KNO3, Zn(CH3COO)2 NH4Cl, AlCl3, Zn(CH3COO)2 Ba(NO3)2, CH3COONa, Na2SO4 Na2SO4, KNO3, CaCl2 Na2SO4, KCl, BaCl2 BaBr2, K2SO4, NaCl NaCl, K2SO4, CaCl2 NH4Cl, Na2SO4, SrCl2 Ca(OH)2, NH4NO3, AlBr3 Na2SO4, Al(NO3)3, NH4Cl Zn(NO3)2, NH4NO3, CH3COONa Na2SO4, KCl, Ca(CH3COO)2

2. Для коагуляции 100 мл золя гидроксида железа потребовалось добавить следующие количества каждого из электролитов: 10,5 мл 1 н. раствора KCl; 62,5 мл 0,01 н. раствора Na₂SO₄ и 37 мл 0,001 н. раствора Na₃PO₄. Определить знак заряда золя и пороги коагуляции. Записать формулу мицеллы золя.

3. Даны пороги коагуляции для следующих электролитов (ммоль экв/л): KNO₃ — 50; MgCl₂ — 0,717; Na₃PO₄ — 43; Na₂SO₄ — 49; MgSO₄ — 0,810; AlCl₃ — 0,099. Каков заряд частиц золя?

4. Порог коагуляции золя Al(OH)₃ составляет 0,63 ммоль/л. Какой объём 0,01 н. раствора K₂Cr₂O₇ надо добавить к 100 мл золя, чтобы вызвать его коагуляцию?

5. Золь иодида серебра получен путём смешивания равных объёмов 0,1 н. раствора иодида калия и 0,008 н. раствора нитрата серебра. Какой из электролитов: K₃[Fe(CN)₆] или MgSO₄ будет иметь больший порог коагуляции для данного золя и почему?

6. Какой объём 0,001М FeCl₃ надо прибавить к 0,3 л 0,02 н. раствора AgNO₃, чтобы частицы хлорида серебра двигались в электрическом поле к аноду? Написать формулу мицеллы золя.

7. Золь гидроксида кадмия получен путём сливания растворов хлорида кадмия и гидроксида натрия (один из растворов берётся в избытке). Каков знак заряда коллоидных частиц, если пороги коагуляции 0,1 н. растворами электролитов оказались равными (ммоль экв/л): K₂SO₄ — 10, Mg(NO₃)₂ — 50, K₃PO₄ — 0,1. Написать формулу мицеллы золя.

8. Золь сульфата бария получен путём сливания равных объёмов 0,01 н. раствора нитрата бария и 0,008 н. раствора сульфата натрия. Какой из двух электролитов: Mg₃(PO₄)₂ или FeCl₃ будет иметь больший порог коагуляции для данного золя?

9. Золь иодида серебра получен при добавлении к 20 мл 0,01 н. раствора KI к 15 мл 0,15%-го раствора AgNO₃ (плотность d = 1 г/см³). Каков заряд и строение мицеллы?

10. Частицы сульфата бария, полученного смешением равных объёмов BaCl₂ и H₂SO₄ перемещаются в электрическом поле к катоду. Одинаковы ли исходные концентрации растворов? Записать строение мицеллы золя.