Практическая часть Получение золей иодида серебра и гидроксида железа

Цель работы

Получить золи в результате проведения химической реакции.

Реактивы

1. Нитрат серебра, 0,01 Н раствор.

2. Иодид калия, 0,01 Н раствор.

3. Хлорид железа (III), 2%-ный раствор.

Порядок выполнения работы

1. Получение золей галогенидов серебра

В 3 колбы наливают по 10 мл 0,01 Н раствора нитрата серебра. По каплям при интенсивном перемешивании добавляют в первую колбу 3 мл, во вторую – 9 мл, в третью – 10 мл 0,01 Н раствора йодида калия.

Повторяют опыт, но в колбы наливают по 10 мл 0,01 Н раствора иодида калия и по каплям при интенсивном перемешивании добавляют в первую колбу 3 мл, во вторую – 9 мл, в третью – 10 мл 0,01 Н раствора нитрата серебра.

Объяснить наблюдаемые явления. Написать уравнение реакции. Нарисовать формулы мицелл для различных золей.

2. Получение золя гидроксида железа (III) по Крекке

В конической колбе на 250 мл нагревают до кипения приблизительно 100 мл дистиллированной воды и добавляют несколько капель 2%-ного раствора хлорида (III) железа. В результате гидролиза образуется красно-коричневый золь.

Написать уравнение химической реакции, формулу мицеллы.

Определение среднего размера коллоидных частиц

Цель работы

1. Ознакомиться с методом турбидиметрии.

2. Определить средний размер коллоидных частиц золя иодида серебра.

Теория

Турбидиметрический метод основан на измерении интенсивности света, прошедшего через дисперсную систему.

Согласно теории Рэлея интенсивность рассеянного света в бесцветном золе пропорциональна числу частиц в единице объема и размеру дисперсных частиц:

I_p = I_o [k λ^–n], (3.6)

I_о – интенсивность падающего света;

k – константа, зависящая от показателей преломления дисперси­онной среды и дисперсной фазы;

λ – длина волны падающего светового пучка;

n – величина, пропорциональная размеру частиц.

Для определения интенсивности рассеяния в работе с помощью фотоколориметра измеряется светопропускание:

Т% = I/I_o100%, (3.7)

где I – интенсивность прошедшего света.

Можно рассчитать величину светорассеяния:

R% = 100% – Т%. (3.8)

Величина светорассеяния по определению

R% = I_p/I_o100%. (3.9)

Из уравнений (3.6) и (3.9) получаем

I_p = R%I_o100% = I_o [k∙λ^–n],

R%100 = k∙λ^–n . (3.10)

Прологарифмируем уравнение (3.10):

lg R%2 = lg[k λ^–n],

2lgR% = lgk – nlg λ,

lgR% = lgk/2 – n/2 lg λ. (3.11)

Если концентрация частиц в растворе постоянна, а длина волны известна, то величину n можно рассчитать из уравнения (3.11). Для этого необходимо определить cветорассеяние при прохождении светового пучка через коллоидную систему с использованием различных светофильтров при различных длинах волн.

Реактивы и оборудование

1. Нитрат серебра, 0,01 Н раствор.

2. Иодид калия, 0,01 Н раствор.

3. Фотоколориметр КФК-2МП.

Порядок выполнения работы

Определение размера частиц йодистого серебра

В колбу на 50 мл наливают 10 мл 0,01 Н раствора иодида калия и при сильном перемешивании добавляют 7 мл 0,01 Н раствора нитрата серебра. В левую ячейку на все время измерений устанавливается кювета с дистиллированной водой, в правую – кювета с золем.

Произвести измерение на фотоколориметре со светофильтрами № 38 (λ = 400750 нм) в соответствии с инструкцией к прибору.

Результаты эксперимента занести в таблицу

Полученные данные представить в виде графика зависимости в координатах lg R – lg λ принимая, что в бесцветном золе ослабление проведшего светового потока обусловлено только светорассеянием. По углу наклона полученной прямой определить n – показатель степени в уравнении Рэлея для интенсивности рассеянного света.

Результаты эксперимента

Длина волны λ, нм	lg λ	T%	R%= 100 – T%	lg R%
400
440
490
540
590
670
750

По графику зависимости χ = f (r), где χ = n/2 в уравнении (3.11) определить средний размер частиц (см. рисунок).

Определение среднего размера коллоидных частиц

Вопросы для контроля

1. Явление светорассеяния.

2. Опалесценция.

3. Закон Релея. Ограничение закона Релея.

4. Нефелометрия. Турбидиметрия.

5. Почему небо голубое, а закат красный?