Вопросы для подготовки и контроля знаний

4. Классификация дисперсных систем.

5. Коллоидно-дисперсные системы (золи) в природе и технике.

6. Оптические и кинетические свойства золей.

3. Электрокинетические явления. Электрокинетический потенциал.

4. Строение коллоидных частиц.

5. Методы получения золей.

6. Кинетическая и агрегативная устойчивость.

7. Коллоиды гидрофобные и гидрофильные?

8. Общая характеристика раствора ВМС.

9. Белки. Влияние рН на свойства растворов белков. Денатурация, высаливание, коацервация. Лиотропные ряды.

10. Защита золей ВМС.

11. Вязкость растворов ВМС.

12. Студни (гели). Классификация, строение, методы получения.

13. Желатинирование. Факторы влияющие на желатинирование.

14. Набухание, факторы влияющие на него. Набухание в природе.

15. Тиксотропия. Синерезис. Диффузия в студнях. Реакции в студнях.

16. Эмульсии. Классификация эмульсий и эмульгаторов.

17. Пены. Пенообразователи. Моющие вещества.

18. Аэрозоли. Туманы. Дым и пыль. Методы получения и разрушения аэрозолей.

19. Коллоидно-дисперсные системы почвы.

20. Жировой компонент молока присутствует в нем в виде эмульгированных капелек. Какими структурными особенностями должна обладать молекула вещества-эмульгатора? Чем отличается структура эмульсии в молоке от структуры сливочного масла?

Примеры решения задач

Задача 1. Напишите формулу мицеллы золя, полученного сливанием равных объёмов электролитов 0,01 н. раствора NaBr и 0,005 н. раствора AgNO₃.

Р ешение.

AgNO₃ + NaBr = AgBr + NaNO₃

Следовательно, на один объём NаВr требуется 2 объёма AgNO₃ и в избытке был растворён NaBr.

NaBr = Na⁺ + Br^–

3адача 2. Определить знак заряда частиц золя сульфида мышьяка и пороги коагуляции для 3-х электролитов, если для коагуляции 2 · 10^–2 литра золя в трех опытах потребовалось добавить:

а) 2 · 10^–2 литра 1 н. раствора хлорида калия;

б) 1,2 · 10^–2 литра 0,01 н. раствора сульфата натрия;

в) 6 · 10^–6 литра 0,001 н. раствора фосфата натрия.

Написать схему мицеллы золя.

Решение

моль/литр

моль/литр

Порог коагуляции уменьшается с ростом валентности аниона, следовательно, частицы золя будут заряжены противоположным знаком – положительным.

Задача 3. Белок помещен в буферную смесь с концентрацией гидроксильных ионов a =5 · 10^–10 моль/л. Определить направление движения частиц белка, при электрофорезе, если изоэлектрическая точка данного белка находится при рН = 4,3.

Решение

[H⁺] · [OH^–] = 1 · 10^–14

pH = lg [H⁺] = –lg 2 · 10^–5 = – (lg 2 + lg 10^–5) = – (0,3010 – 5) = – (– 4,6990) = 4,6990 = 4,7

pH больше ИЭТ. Частицы белка диссоциируют по кислотному типу и приобретают отрицательный заряд, двигаясь при электрофорезе к аноду.

Задачи для самостоятельного решения.

5. С помощью какой из приведенных реакций можно получить коллоидный раствор:

Ba(NO₃)₂ + K₂SO₄ = BaSO₄ +2KNO₃

Ba(NO₃)₂ +2KCl = BaCl₂ + 2KNO₃ ?

Составьте формулы возможных вариантов мицеллы образующегося золя.

6. Напишите формулы мицеллы золя кремниевой кислоты, полученного при сливании равных объемов 0,5М раствора силиката натрия и 0,1М раствора соляной кислоты. Укажите ионный стабилизатор.

7. Какие условия необходимо соблюдать, чтобы в результате взаимодействия хлорида натрия и нитрата серебра образовался коллоидный раствор? Приведите возможные варианты строения мицеллы полученного золя.

8. Приведите уравнения реакций и формул мицелл коллоидных растворов, полученных при сливании равных объемов:

17. 0,1М раствора иодида натрия и 0,05М раствора нитрата серебра;

18. 0,2М раствора нитрата цинка и 0,1М раствора сероводорода;

19. 0,05М раствора хлорида железа (III) и 0,2М раствора гидроксида натрия;

20. 0,03М раствора нитрата серебра и 0,001М раствора бромида калия;

21. 0,3М раствора хлорида железа (III) и 0,01М раствора гидроксида натрия;

22. 0,2М раствора карбоната натрия и 0,5М раствора хлорида магния;

23. 0,02М раствора хлорида никеля и 0,1М раствора сульфида калия;

24. 0,1М раствора сульфида натрия и 0,4М раствора хлорида цинка;

25. 0,4М раствора сульфата калия и 0,5М раствора нитрата кальция;

26. 0,2М раствора хлорида кальция и 0,4М раствора карбоната натрия;

27. 0,07М раствора нитрата бария и 0,2М раствора сульфата натрия;

28. 0,02М раствора сульфата калия и 0,3М раствора хлорида бария;

29. 0,04М раствора нитрата бария и 0,5М раствора серной кислоты ;

30. 0,2М раствора нитрата меди (II) и 0,5М раствора гидроксида натрия;

31. 0,06М раствора сульфида калия и 0,6М раствора хлорида цинка;

32. 0,04М раствора сероводорода и 0,2М раствора хлорида никеля.

Укажите состав всех слоев мицеллы и место возникновения дзета-потенциала.

5. Мыло образует в воде мицеллы, радиус которых равен 12,5 нм. Определить коэффициент диффузии мицелл при 313 ⁰К, если вязкость раствора равна 6,510^-4 Пас.

6. Во сколько раз осмотическое давление раствора сока сахарной свеклы, молекулы которого имеют диаметр 0,8 нм, превышает осмотическое давление коллоидного раствора свекольного сока с диаметром частиц 80 нм? Концентрацию и плотности растворов считать одинаковыми.

7. Определите электрокинетический потенциал коллоидного раствора сахарозы при градиенте внешнего электрического поля 400 В/м, относительной диэлектрической проницаемости 69,1; вязкости 2,5 мПас и скорости электрофореза 13,5 мкм/с.

8. Определить экстинкцию куска хлеба толщиной 12 мм, если коэффициент поглощения составляет 270 м^-1.

9. Как изменится интенсивность рассеянного света, если фруктовый сок, являющийся дисперсной системой, подвергнуть воздействию света длиной волны 430 нм и 680 нм?

10. Определить размеры частиц яичного альбумина, находящихся в воде при 293 ⁰К, если коэффициент диффузии 7,810^-11 м²/с, а вязкость воды 10^-3 Пас.

11. Рассчитать средний сдвиг сферических частиц оксида алюминия и скорость их седиментации в воде при температуре 293 ⁰К, вязкости среды 10^-3 Па ^. с, плотности фазы 3,9 г/см³, если радиус частиц 10 мкм. Сравнить седиментационную устойчивость дисперсных систем с размерами частиц 10 мкм и 10 нм.

12. К 100 см³ 0,03 % (масс. доли, %) раствора хлорида натрия добавлено 250 см³ 0, 001 н АgNОз. Для получения коагуляции к полученному золю хлорида серебра добавлены следующие электролиты: КВr, Ва(NО₃)₂, К₂Сr₄, МgS0₄, А1С1O₃. Какой из добавленных электролитов имеет наименьший порог коагуляции: наименьшую коагулирующую способность?

13. Золи каких веществ: гидроксида железа (III), кремниевой кислоты, сульфида мышьяка(III), иодида серебра (положительный золь), иодида серебра (отрицательный золь) следует смешать, чтобы произошла взаимная коагуляция?

14. Для положительного золя А1(ОН)₃ коагулирующими ионами являются анионы. Пороги коагуляции солей с однозарядными анионами близки между собой и составляют в среднем 10,69 ммоль/л. Соли с двухзарядными анионами имеют тоже близкие между собой пороги коагуляции 0,200 ммоль/л. Во сколько раз коагулирующая способность двухзарядных анионов больше однозарядных?

15. Какое количество 0,001 М К₂Сr₂O₇ (см³) нужно добавить к 1 л золя А1(ОН)₃, чтобы вызвать его коагуляцию? Порог коагуляции 0,63 ммоль/л.

16. Определить вид коагуляции (быстрая или медленная) путем сопоставления констант скорости коагуляции, полученных расчетным и экспериментальным путем, для золя серы, коагулируемого раствором хлорида аммония при 293 ⁰К.

t, сек	4	10	0	1
общее число частиц 1014, л-1	16,0	1,78	0,50	0,20.

17. Пороги коагуляции электролитов для некоторого гидрозоля равны (в моль/л): для Nа₃РО₄ – 0,3; для МgС1₂ – 0,025; для Nа₂SО₄ – 0,295; для А1С1₃ – 0,0005. Какой заряд имеют частицы?

18. Золь иодида серебра получен смешением равных объемов растворов иодида калия и нитрата серебра. Пороги коагуляции различных электролитов для данного золя имеют следующие значения (ммоль/л):

С(Са(NО₃)₂) = 315; C(СаС1₂) = 300; С(МgС1₂) = 320; C(Na₃PO₄) = 0,6; C(K₂SО₄) = 20; С(А1(NO₃)₃) = 330.

19. Какой из электролитов: КI или АgNО₃ был взят в большей концентрации для приготовления золя? Дайте обоснованный ответ.

20. Получены два золя иодида серебра: один из них приливанием 16 мл 0,05 М раствора АgNО₃ к 20 мл 0,03 М КI, другой – приливанием 12 мл раствора АgNО₃ к 22 мл раствора КI тех же концентраций. Будут ли наблюдаться какие-либо явления при сливании их в общий сосуд?

21. Золь АgВr получен реакцией двойного обмена: 16 мл 0,005 М раствора АgNО₃ и 40 мл 0,0025 М раствора КВr. Какой из электролитов будет иметь больший и меньший пороги коагуляции для полученного золя: А1(NO₃)₃; МgSО₄; К₃РО₄?

22. Пороги коагуляции золя Fe(OH)₃ для электролитов KI и K₂Cr₂O₇ соответственно равны 10,0 и 0,195 ммоль/л. Во сколько раз коагулирующая способность дихромата калия больше, чем у йодида калия?