 |
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 900 к 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 Na2SO4 и 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 (сп) и коагулирующую способность (К.С.) для каждого электролита (Х), используя уравнения:
сn(X)= c(X) Vmin 1000/ Vсум,
К.С.= 1/сп(X),
где c(X)-молярная концентрация электролита, моль/л; Vmin- наименьший объем исходного раствора электролита, вызывающий коагуляцию данного объема золя, мл; Vсум- суммарный объем золя, исходного раствора электролита и воды, мл.
Наименьший объем исходного раствора электролита, вызывающий коагуляцию золя, находят как среднее значение по уравнению:
Vmin=(Vi+Vi+1)/ 2,
Где Vi- объем исходного раствора электролита в пробирке, в которой произошла коагуляция, мл; Vi+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 осадок Fe(OH)3 заливают 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 раствора HCl. 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
|
|
|
