Методы получения золей

Гидрофобные золи получают 2-мя методами:

I метод диспергирования или дисперсионный (дробление);

II метод конденсации (укрупнения).

Методы диспергирования осуществляются путем механического, электрического или ультразвукового дробления веществ до размеров коллоидных частиц. Для этих целей используют специальные коллоидные мельницы.

Конденсационные методы основаны на переходе молекулярных и ионных растворов в коллоидные путем образования труднорастворимых веществ в результате химических реакций или изменения физических условий среды.

К методам конденсации относятся:

1) химические методы (гидролиз, реакция обмена, окисление-восстановление);

2) методы замены растворителя, когда дисперсионная среда, в которой вещество дисперсной фазы образует молекулярный раствор, заменяется средой, в которой вещество нерастворимо.

Получение золей методом химической конденсации

1. Реакции обмена:

AgNO₃ + KI → AgI + KNO₃

4 FeCl₃ + 3 K₄[Fe(CN)₆] → Fe₄[Fe(CN)₆]₃ + 12 KCl

2) Гидролиз соли: FeCl₃ + 3 H₂O → Fe(OH)₃ + 3 HCl

При получении золей методом химической конденсации соблюдаются следующие условия:

1) золи получают при смешивании очень разбавленных растворов реагирующих веществ (например, AgI), т.к. при более высокой концентрации в эквивалентных количествах образуются осадки;

2) для получения золя необходим стабилизатор. При химических методах получения коллоидных систем в качестве стабилизатора выступают продукты реакции.

Строение коллоидной мицеллы Рассмотрим строение мицеллы AgI в избытке ki:

AgNO₃ + KI _изб. → АgI ↓ + KNO₃

Если одно из исходных веществ взято в небольшом избытке, то оно служит стабилизатором, т.е. сообщает устойчивость коллоидным частицам AgI. Коллоидная частица имеет сложную структуру и состоит из агрегата (совокупность большого количества молекул). Ионы I‾ будут продолжать достраивать кристаллическую решетку агрегата, сообщая ему электрический заряд. Этот ион называется потенциалопределяющим ионом (ПОИ). Затем начинают адсорбироваться противоионы К⁺ (ПРИ). Основная часть всех противоионов, адсорбированная на ядре коллоидной частицы, образует вместе с пои адсорбированный слой, а часть противоионов (10%) уходят в объем растворителя и образуют диффузный слой.

Схематически строение мицеллы AgI при избытке KI:

{m (AgI)^. n I‾ ^. (n – x) K⁺}^xˉ ^. x K⁺

агрегат пои при диффузный

слой

ядро

адсорбционный

слой

коллоидная частица

мицелла (электронейтральна)

Коллоидная частица с диффузным слоем образует мицеллу: m – число молекул серебрj иодида в ядре

n – число потенциалопределяющих ионов I‾

(n – x) – число связанных противоионов К⁺, входящих в адсорбционный слой

х – число ионов К⁺, входящих в диффузный слой.

6. вопросы ДЛЯ САМОконтроля знаний:

1. Запишите схемы мицелл золей, полученных по реакциям обмена:

CaCl₂ + Na₂CO₃ → CaCO₃ + 2 NaCl

а) при избытке CaCl₂;

б) при избытке Na₂CO₃.

2. Определите, к какому электроду должны перемещаться частицы золя As₂S₃, полученного по нижеприведенному уравнению реакции при небольшом избытке H₂S:

2 H₃AsO₃ + 3 H₂S → As₂S₃ + 6 H₂O

3. Золь AgBr получен смешиванием 25 мл 0,008 н. раствора KBr и 18 мл 0,0096 н. раствора AgNO₃. Определите знак заряда частиц и напишите схему строения мицеллы золя. Назовите составные части мицеллы.

7. ЛИТЕРАТУРА

основная:

1. Конспект лекций.

2. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов: учеб. для мед. спец. вузов / Ю.А. Ершов, В.А. Попков, А.С. Берлянд и др.; Под ред. Ю.А. Ершова. – М.: Высш. шк., 2005. – С. 491-510.

3. Основы биофизической и коллоидной химии: учеб. пособие / Е.В. Барковский [и др.]. – Минск: Выш. шк., 2009. – С. 286 - 310.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ:

1. Практикум по общей химии. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. Учеб. пособие для вузов / А.В. Бабков, В.А. Попков, С.А. Пузаков, Л.И. Трофимова; Под ред. В.А. Попкова, А.В. Бабкова. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 2001. – С. 180-192.

2. Зеленин, К.Н. Химия. / К.Н. Зеленин. – СПб: Специальная литература, 1997. – С. 265-284.

3. Захарченко, В.Н. Коллоидная химия. / В.Н. Захарченко. – М: Высшая школа, 1989 г. – С. 8-28, 81-104.

Авторы: Зав. кафедрой, доцент, к.х.н. Лысенкова А.В., доцент, к.х.н. Филиппова В.А., ст. преподаватели Прищепова Л.В., Чернышева Л.В., Одинцова М.В., ассистенты Короткова К.И., Перминова Е.А.

05.10.2010

Министерство здравоохранения Республики Беларусь

Учреждение образования

«Гомельский государственный медицинский университет»

Кафедра общей и биоорганической химии

Обсуждено на заседании кафедры ___________________

Протокол №_____________________________________