- •Міністерство освіти і науки, молоді та спорту україни
- •Видання подається в авторський редакції вступ
- •Лабораторна робота № 1 Визначення інтегральної теплоти розчинення солі
- •Теоретичні відомості
- •Завдання на виконання роботи
- •Опрацювання результатів
- •Лабораторна робота № 1.2
- •Визначення інтегральної теплоти розчинення
- •Невідомої солі
- •Порядок виконання роботи
- •Опрацювання результатів
- •Питання для самоперевірки
- •Лабораторна робота № 2 побудова та аналіз діаграм стану обмежено розчинних рідин
- •Теоретичні відомості
- •Завдання на виконання роботи
- •Прилади, лабораторний посуд та реактиви
- •Порядок виконання роботи
- •Опрацювання результатів
- •Питання для самоперевірки
- •Лабораторна робота № 3 кріометричне визначення молярної маси речовини
- •Теоретичні відомості
- •Кріоскопічні сталі деяких розчинників
- •Визначення температури замерзання чистого розчинника
- •Визначення температури замерзання розчину
- •Завдання на виконання роботи
- •Установки, прилади, лабораторний посуд, реактиви
- •Порядок виконання роботи
- •Опрацювання результатів
- •Питання для самоперевірки
- •Лабораторна робота №4 електропровідність розчинів електролітів
- •Теоретичні відомості
- •Електрична провідність розчинів слабких електролітів
- •Електрична провідність розчинів сильних електролітів
- •Методика виміру електричної провідності
- •Завдання на виконання роботи
- •Опрацювання результатів
- •Лабораторна робота № 4.2 визначення електропровідності розчинів сильних електролітів Порядок виконання роботи
- •Опрацювання результатів
- •Оцінка похибки вимірювань
- •Аналіз одержаних результатів, висновки
- •Питання для самоперевірки
- •Лабораторна робота № 5 електрорушійні сили
- •Теоретичні відомості
- •Завдання на виконання роботи
- •Прилади, лабораторний посуд та реактиви
- •Порядок виконання роботи
- •Питання для самоперевірки
- •Лабораторна робота №6 хімічна кінетика
- •Теоретичні відомості
- •Лабораторна робота № 6.1
- •Аналіз одержаних результатів, висновки
- •Лабораторна робота №6.2
- •Опрацювання результатів
- •Питання для самоперевірки
- •Лабораторна робота № 7 визначення поверхневого натягу розчинів та розрахунок адсорбції на межі поділу розчин – повітря
- •Теоретичні відомості
- •Завдання на виконання роботи
- •Прилади, лабораторний посуд та реактиви
- •Порядок виконання лабораторної роботи
- •Характеристики пар
- •Опрацювання результатів
- •Поверхневий натяг розчинів оцтової кислоти
- •Питання для самоперевірки
- •Лабораторна робота № 8 адсорбція на межі поділу тверде тіло – рідина. Обчислення питомої поверхні адсорбенту
- •Теоретичні відомості
- •Завдання на виконання роботи
- •Прилади, лабораторний посуд та реактиви
- •Порядок виконання роботи
- •Опрацювання результатів
- •Результати розрахунку адсорбції на межі поділу тверде тіло – рідина
- •Питання для самоперевірки
- •Лабораторна робота № 9 методи одержання колоїдних систем
- •Теоретичні відомості
- •Будова колоїдної частинки
- •Прилади, лабораторний посуд, реактиви
- •Порядок виконання роботи № 9.4
- •Опрацювання результатів
- •Швидкість електрофоретичного перенесення визначають за рівнянням:
- •Опрацювання результатів
- •Питання для самоперевірки
- •Лабораторна робота № 11 визначення порогу коагуляції золю гідроксиду заліза та перевірка правила шульце-гарді
- •Теоретичні відомості
- •Завдання на виконання роботи
- •Прилади, лабораторний посуд та реактиви
- •Порядок виконання роботи
- •Результати дослідження коагуляції золю гідроксиду заліза
- •Опрацювання результатів
- •Результати визначення порогу коагуляції та коагулюючої дії іонів різної валентності
- •Оцінка похибки вимірювань
- •Питання для самоперевірки
- •Лабораторна робота № 12 вивчення кінетики та визначення ступеня набухання желатини
- •Теоретичні відомості
- •Лабораторна робота № 12.1 вагове вИвчення кінетики набухання желатину у водно– спиртових сумішах
- •Завдання на виконання роботи
- •Прилади, лабораторний посуд, реактиви
- •Порядок виконання роботи
- •Опрацювання результатів
- •Результати дослідження кінетики набухання желатину ваговим методом
- •Лабораторна робота № 12.2 вплив рН на ступінь набухання желатини та визначення ізоелектричної точки методом набухання
- •Завдання на виконання роботи
- •Прилади, лабораторний посуд та реактиви
- •Порядок виконання роботи
- •Опрацювання результатів
- •Результати дослідження кінетики набухання желатину в розчинах з різним значенням рН ваговим методом
- •Залежність граничного набухання желатину від рН розчину
- •Порядок виконання роботи
- •Опрацювання результатів
- •Залежність граничного ступеня набухання желатину від рН розчину
- •Питання для самоперевірки
- •Лабораторна робота № 13 визначеня зв`язаної води індикаторним рефрактометричним методом
- •Теоретичні відомості
- •Завдання на виконання роботи
- •Прилади, лабораторний посуд та реактиви
- •Порядок виконання роботи
- •Опрацювання результатів
- •Оцінка похибки вимірювань
- •Питання для самоперевірки
- •Література
- •Фізична та колоїдна хімія методичні рекомендації до виконання лабораторних робіт
- •Видання подається в авторський редакції
Питання для самоперевірки
Наведіть можливі причини виникнення подвійного електричного шару ПЕШ на міжфазних поверхнях? Наведіть приклади.
Дайте характеристику будови ПЕШ на прикладі міцели золю гідроксиду заліза. Як змінюється потенціал зі зміною відстані від поверхні?
Які електрокінетичні явища Ви знаєте? Чим вони зумовлені?
Що називається міжфазним та електрокінетичним (-потенціалом) потенціалами? Яка між ними відмінність?
Які фактори впливають на -потенціал?
Які методи визначення електрокінетичного потенціалу Ви знаєте?
Напишіть рівняння Гельмгольца – Смолуховського для визначення -потенціалу. Проаналізуйте його.
Які властивості повинна мати бокова рідина?
За величиною якого потенціалу судять про стійкість колоїдного розчину?
Як визначається заряд колоїдної частинки гідрозолю?
Лабораторна робота № 11 визначення порогу коагуляції золю гідроксиду заліза та перевірка правила шульце-гарді
Мета роботи – визначити залежність порогу коагуляції золю гідроксиду заліза від заряду іона-коагулятора та перевірити правило Шульце-Гарді.
Теоретичні відомості
Під стійкістю дисперсних систем розуміють сталість у часі її стану та основних властивостей: дисперсності, рівномірного розподілення частинок дисперсної фази у об’ємі дисперсійного середовища, збереження характеру взаємодії між частинками тощо. Особливо важливою є стійкість ліофобних колоїдів, оскільки вони термодинамічно нестабільні і здатні до коагуляції.
Седиментаційна стійкість – це здатність системи зберігати рівномірне розподілення частинок в об’ємі дисперсійного середовища. Основними умовами цієї стійкості є висока дисперсність та участь частинок дисперсної фази в броунівському русі.
Агрегативна стійкість – це здатність системи зберігати свою ступінь дисперсності, тобто не змінювати розміри частинок під впливом зовнішніх факторів. За цими ознаками системи поділяються на два класи:
1) термодинамічно стійкі (ліофільні) системи, які самочинно диспергуються та існують без додаткової стабілізації. Сюди відносяться міцелярні розчини ПАР та розчини ВМС. При утворенні таких систем вільна енергія Гіббса зменшується, тобто ∆G < 0;
2) термодинамічно нестійкі (ліофобні) системи. Сюди відносяться золі, суспензії та емульсії, тобто системи, у яких слабка взаємодія між частинками дисперсної фази та дисперсійним середовищем. При утворенні таких систем виникає велика поверхня розділу фаз. Вони мають значний надлишок вільної поверхневої енергії, тобто ∆G > 0. Такі системи термодинамічно нестійкі. В них відбуваються самочинно процеси, що призводять до зменшення поверхневої енергії за рахунок збільшення розмірів колоїдних частинок внаслідок їх злипання та подальшої коагуляції.
Коагуляцією називається процес злипання частинок дисперсної фази під дією міжмолекулярних сил притягування. Коагуляцію золю може викликати будь-який фактор, що порушує агрегативну стійкість системи, але найважливішим фактором є дія електролітів. Відповідно з теорією ДЛФО введений електроліт у дисперсну систему спричиняє стиснення ПЕШ, а отже і зменшення ζ–потенціалу, який відповідає за її стійкість. Коагуляція золів може відбутися і внаслідок дії фізичних факторів.
Відповідно до теорії ДЛФО, введення електроліту в дисперсну систему спричиняє стиснення ПЕШ на поверхні частинок, внаслідок чого вони можуть зблизитися до відстані, на якій переважають сили притягування. Зменшення товщини ПЕШ супроводжується обміном протиіонів дифузного шару на іони електроліту, які спричиняють коагуляцію. Стиснення ПЕШ відбувається як за рахунок зменшення електричного потенціалу внаслідок специфічної адсорбції іонів введеного електроліту, так і через обмеження дифузії протиіонів у розчин у зв’язку зі збільшенням іонної сили розчину.
Згідно з правилом Шульце – Гарді коагулююча дія властива тому іону електроліту, що має заряд, протилежний заряду колоїдної частинки; коагулююча дія тим сильніша, чим вищий заряд іона-коагулятора. Оскільки колоїдна частинка золю гідроксиду заліза заряджена позитивно, то коагулюючу дію матимуть аніони електролітів, введених у даний золь.
Критичне мінімальне значення концентрації введеного у золь електроліту, за якої даний електроліт спричиняє коагуляцію даного золю, називають порогом коагуляції. Поріг коагуляції розраховують за рівнянням
, (11.1)
де С – концентрація електроліту, моль/л ; n – кількість мілілітрів дистильованої води, взятих для розведення.
Коагулююча дія – це величина, обернено пропорційна порогу коагуляції:
. (11.2)
Коагулююча дія виражається числом об’ємів золю, скоагульованих одним молем іона-коагулятора.