Теоретическое введение

Все коллоидные системы по степени взаимодействия дисперсной фазы с дисперсионной средой делятся на лиофильные и лиофобные.

Лиофильные системы (растворы высокомолекулярных соединений) устойчивы за счет интенсивного взаимодействия двух фаз и образования сольватной оболочки, препятствующей слипанию частиц.

Лиофобные системы отличаются неустойчивостью и склонностью к укрупнению частиц вследствие слабого взаимодействия двух фаз. Основной причиной неустойчивости лиофобных систем является коагуляция, т.е. слипание частиц друг с другом. Процесс коагуляции можно обнаружить по увеличению мутности или изменению цвета коллоидной системы. Коагуляция коллоидных растворов может быть вызвана различными факторами: изменением температуры, облучением, электрическим током, механическим воздействием, введением электролитов. Особо важную роль в процессе коагуляции играют электролиты. Минимальная концентрация электролита, при котором наблюдается коагуляция, называется «порогом коагуляции».

Порог коагуляции С _пор выражается в миллимоль на литр и рассчитывается по формуле:

C × V × 1000

V_золь

С _пор. = (1)

где

С – молярная концентрация раствора электролита;

V – минимальный объем раствора электролита, необходимый для

коагуляции золя;

V_золь– объем раствора золя, обычно берут 10 мл золя.

Основные закономерности электролитной коагуляции:

1. Коагулирующим действием обладает лишь тот ион электролита, заряд которого противоположен заряду коллоидной частицы. Чем выше заряд иона, тем больше его коагулирующая способность (правило Шульце-Гарди).

2. В ряду органических ионов коагулирующее действие возрастает с повышением адсорбционной способности.

3. В

   возрастание коагулирующей активности

   ряду неорганических ионов одинаковой валентности их коагулирующая активность возрастает с уменьшением гидратации.

Zi⁺ Na⁺ K⁺ Rb⁺² Cs⁺

возрастание степени гидратации

Различают две стадии коагуляции – скрытую и явную.

Первая стадия – скрытая, обычно заканчивается для не органических коллоидов очень быстро и в этот начальный период укрупнения частиц осадка еще не образуется.

Вторая стадия – явная, наступает при дальнейшей агрегации частиц, которая завершается полным разделением системы на две фазы и выпадением частиц или всего коллоидного вещества в осадок.

Экспериментальная часть

Задание 1. Получение золя гидроксида железа (III)

В конической колбе на 250 мл нагрейте на электроплитке до кипения 150 мл дистиллированной воды. Сняв колбу с плитки, влейте в горячую воду 5 мл концентрированного раствора FeСl₃. Образуется коллоидный раствор (золь) Fe(ОH)₃ красно-коричневого цвета, стабилизированный хлоридом железа (3). Полученный золь охладите до комнатной температуры и используйте в задании 2.

Задание 2. Коагуляция золей электролитами и определение порога коагуляции

Налейте в пробирку 5 мл золя гидроксида железа (3), а в бюретку – 0, 02 М раствор Na₃PO₄. Из бюретки следует медленно приливать раствор фосфата натрия в пробирку с золем Fe(OH)₃ при тщательном перемешивании. Признаком начала коагуляции считается помутнения золя по всему объему раствора.

Повторите опыт, взяв в качестве коагулирующих электролитов Na₂SO₄ и CH₃COONa. Определив пороги коагуляции, данные опытов запишите в таблицу.

Проанализируйте результаты опытов и отметьте, почему коагулирующая способность ионов различна.

Электролит	Концентрация электролита	Объем электролита, мл.	Объем золя Fe(OH)3 мл.	Коагулирующий ион	Порог коагуляции ^ммоль/л
Na3PO4 Na2SO4 CH3COONa