Лабораторная работа №6 Коллоидные системы

Цель: изучить основные методы получения коллоидных растворов и их свойства.

Вопросы для самостоятельной подготовки к лабораторному занятию

1. Какие системы называются дисперсными? Дайте их классификацию по степени дисперсности и по агрегатному состоянию. Приведите примеры.

2. Каковы особенности оптических, кинетических и электрических свойств коллоидных растворов?

3. Перечислите основные методы получения коллоидных растворов?

4. В чем сущность процесса коагуляции?

5. Значение процесса коагуляции в природе. Их роль в почвообразовании.

6. Что такое порог коагуляции? Как зависит коагулирующая способность иона от величины заряда, от степени гидратации?

7. Какие вещества обладают коллоидной защитой от коагуляции? Значение коллоидной защиты для процессов, протекающих в живых организмах.

8. Мицелярная теория коллоидных растворов.

9. В чем проявляется агрегативная и кинетическая устойчивость золей?

10. Что такое электрофорез и электроосмос? Практическое использование этих методов.

11. Каково значение коллоидной химии для сельскохозяйственного производства и экологии.

Опыт 1. Получение золя иодида серебра реакцией двойного обмена.

Приборы и реактивы: штатив с пробирками; цилиндр; 0,02н. раствор иодида калия; 0,02н. раствор нитрата серебра.

Ход опыта:

1. В пробирку налейте 5 мл 0,02н. раствора иодида калия и постепенно при взбалтывании добавьте 1 мл 0,02н. раствора нитрата серебра. Получается опалесцирующий золь иодида серебра с зарядом частиц отрицательного знака.

2. В чистую пробирку налейте 5 мл 0,02н. раствора нитрата серебра и 1мл 0,02н. раствора иодида калия. Перемешайте. Отметьте опалесценцию образовавшегося золя иодида серебра с зарядом частиц положительного знака.

3. Составьте уравнение взаимодействия иодида калия с нитратом серебра.

4. Используя правило Липатова напишите формулы и схемы структуры мицеллы образовавшегося золя иодида серебра с отрицательным и положительным знаком заряда.

Опыт 2. Получение золя гидроксида железа (III) методом конденсации и изучение его оптических свойств.

Приборы и реактивы: штатив с пробирками; цилиндр; 2%-ный раствор хлорида железа(III); дистиллированная вода.

Ход опыта:

1. В пробирку поместите 10 мл дистиллированной воды и нагрейте до кипения на водяной бане.

2. В кипящую воду быстро прилейте 2-3 капли 2%-ного раствора хлорида железа(III). Отметьте красновато-бурый цвет полученного золя гидроксида железа(III).

(Сохраните полученный раствор для проведения последующих опытов).

3. Запишите в тетрадь уравнения происходящих реакций. Составьте формулу мицеллы золя гидроксида железа (III), полученного гидролизом хлорида железа (III).

Молекулы хлорида железа (III) в водном растворе подвергаются частичному или полному гидролизу по уравнениям:

FeCl₃ + H₂O = FeOCl + 2HCl

FeCl₃ + 3H₂O = Fe(OH)₃ + 3HCl

Молекулы FeOCl, подвергаясь электролитической диссоциации, дают ионы:

FeOCl = FeO⁺ + Cl^-

FeO⁺ ионы, адсорбируясь на поверхности частиц коллоидных размеров, вызывают появление положительных зарядов у коллоидных частиц Fe(OH)₃ – золя.

Опыт 3. Коагуляция золя действием электролита.

Приборы и реактивы: штатив с пробирками, пипетка на 2мл; концентрированный раствор сульфата алюминия.

1. К коллоидному раствору, полученному в опыте 2, добавьте несколько капель концентрированного раствора сульфата алюминия. Через 2-3 минуты отметьте укрупнение частиц и образование осадка.

Объясните наблюдаемое явление. Укажите состав частицы дисперсной фазы коллоидной системы до и после введения раствора сульфата алюминия.

Опыт 4. Определение знака заряда коллоидных частиц методом капиллярного анализа.

Приборы и реактивы: золи красителей: фуксина, метиленового голубого, флюоросцеина, метиленовый голубой + флюоросцеин, красного конго; 5 стаканчиков объемом 50 мл, полоски фильтровальной бумаги, штатив.

Наличие и знак заряда коллоидных частиц определяют методом капиллярного анализа или наблюдая явление электрофореза или электроосмоса.

В основе метода капиллярного анализа лежит явление адсорбции коллоидных частиц на поверхности твердого адсорбента. Если частицы золя и поверхности адсорбента имеют одноименный заряд – процесс адсорбции затруднен; и наоборот, разноименные заряды способствуют адсорбции.

Например, при смачивании водой и водными растворами фильтровальной бумаги, стенки капилляров последней заряжаются отрицательно. Поэтому, если в воде находятся отрицательно заряженные коллоидные частицы, то они не будут притягиваться капиллярами поверхности бумаги, а будут двигаться вместе с водой, образуя окрашенное пятно большого диаметра (расплывчатое). Если же частицы золя заряжены положительно, то они не будут двигаться с током воды, а осядут на поверхности бумаги, образуя окрашенное пятно небольшого диаметра.

Ход опыта.

1.В стаканчики с красителями опустите одним концом полоски фильтровальной бумаги, закрепленных с помощью штатива. Через 10-15 мин. измерьте высоту подъема частиц по поверхности бумаги.

2.Установите и запишите знаки зарядов частиц золей, взятых для исследования.