Выполнение работы

1. получение золя методом замены растворителя. К 1 мл 1 %-ного спиртового раствора канифоли (парафина, мастики) в колбе на 25 мл добавить при встряхивании 10 мл воды.

2. получение золя гидроксида железа (III) методом гидролиза. Нагреть до кипения 50 мл дистиллированной воды. Добавить 10 мл 2 %-ного раствора хлорида железа (III) и кипятить еще несколько минут. Мицелла образуется за счет адсорбции ионов FeO⁺, полу­чившихся в результате гидролиза на поверхности частиц Fe(ОН)₃. Противоионами служат ионы С1^–.

3. Получение золя Fe(OH)₃ методом пептизации.К 5 мл 1 М FeCl₃ в колбе на 250 мл добавить 100 мл воды. Осадить Fe³⁺ не­большим избытком раствора аммиака. Колбу заполнить водой до­верху. Дать осадку отстояться. Осадок многократно декантировать до исчезновения запаха NH₃. Объем раствора довести до 150 мл. Добавить пептизатор – 15–20 капель насыщенного раствора FeCl₃. Нагреть раствор на водяной бане, взбалтывая. Если осадок останется, то добавить еще несколько капель пептизатора, продол­жая нагревание.

4. Получение золей берлинской лазури с различными зарядами. Приготовить в двух пробирках коллоидные растворы берлинской лазури из 0,005 н. FeCl₃ и 0,005 н. K₄[Fe(CN)₆] в следующих соотно­шениях:

а) 3 мл FeCl₃ и 1 мл K₄[Fe(CN)₆];

б) 3 мл K₄[Fe(CN)₆] и 1 мл FeCl₃.

Проверить заряды частиц на фильтровальной бумаге. Написать формулу мицеллы для обоих золей.

5. Получение золя берлинской лазури пептизацией на фильтре.Внести в пробирку пипеткой 1,5 мл насыщенного раствора ферроцианида калия и 0,5 мл 50 %-ного раствора хлорида железа (+3). Полученный осадок перенести на фильтр, промыть водой, залить на фильтре 2–3 мл 2%-ного раствора щавелевой кислоты и разме­шать стеклянной палочной. Осадок быстро пептизируется и из фильтра стекает интенсивно окрашенный золь берлинской лазури. Анион С₂О₄^2– сильно адсорбируется на частицах осадка, сообщая им заряд и агрегативную устойчивость.

6. Получение золя металлического серебра. Нитрат серебра лег­ко восстанавливается в щелочной среде. Внести пипеткой 1 мл 0,1 н. AgNO₃ в 100 мл дистиллированной воды. Добавить 2–3 кап­ли 1%-ного раствора K₂СО₃ и 1 мл свежеприготовленного 0,1 %-ного раствора танина и нагреть. При нагревании интенсивность окраски раствора усиливается. Уравнения реакции:

AgNO₃ + K₂СО₃ ® AgOK + KNO₃ + CO₂

6AgOK + C₇₆H₅₂0₄₆ + 3Н₂О ® 6Ag + С₇₆Н₅₂О₄₉ + 6KOH

Танин С₇₆Н₅₂О₄₆ окисляется до флобафенов С₇₆Н₅₂О₄₉. На поверхности агрегатами адсорбируются ионы AgO^–; противоионами являются ионы K⁺.

7. Получение золя двуокиси марганца. Перманганат калия восстанавливается тиосульфатом натрия до двуокиси марганца.

8KmnO₄ + 3 Na₂S₂O₃ + H₂O®8mnO₂ + 3Na₂SO₄ + 3K₂SO₄ + KOH

Потенциалопределяющие ионы mnO₄^–, противоионы K⁺. К 1 мл 1,5 %-ного раствора KmnO₄ в пробирке добавить 10 мл воды. По каплям из пипетки ввести 0,5 мл 1 %-ного раствора тиосульфата натрия.

Очистка золей диализом. В коллодийный мешочек налить горячий золь Fe(ОН)₃. Подвесить мешочек на стеклянной палочке и погрузить в стакан с горячей дистиллированной водой. Повышенная температура способствует ускорению процесса. Через 10–15 мин определить присутствие ионов С1^– и отсутствие окрашивания в воде, омывающей мешочек. Отметить по окраске, прошли ли мицеллы Fe(ОН)₃ через мембрану.

Определение знака заряда частиц. В окрашенных золях знак заряда частиц можно определить методом капиллярного анализа. Он основан на том, что целлюлозные стенки капилляров фильтровальной бумаги заряжаются отрицательно, а пропитывающая бумагу вода - положительно. На листок бумаги нанести каплю исследуемого золя. После всасывания капли золь с положительно заряженными частицами адсорбируется на бумаге и дает окрашенное в центре и бесцветное по краям пятно; золь с отрицательно заряженными частицами не адсорбируется бумагой и образует равномерно окрашенное пятно.

Определить знак заряда частиц неокрашенного золя можно, помещая его в U-образную трубку и вводя в оба колена трубки медные электроды, соединенные с источником постоянного тока. Положительно заряженные частицы накапливаются у отрицательного электрода (усиление мути), а у положительного электрода золь просветляется (ослабление мути).

Наблюдение светорассеяния. Золь налить в кювету с плоскопараллельными стенками. Пропустить через него световой луч от проекционного фонаря. Наблюдать сбоку светорассеяние (конус Тиндаля). Параллельно тот же опыт поставить с водой. Отметить разницу в светорассеянии обоими растворами.

Контрольные вопросы

1. Классификация дисперсных систем.

2. Общие свойства дисперсных систем. Отличие коллоидных систем от истинных растворов.

3. дисперсная фаза и дисперсионная среда.

4. Зависимость удельной поверхности от размера частиц.

5. дисперсные системы в промышленности и сельском хозяйстве.

6. воздействие дисперсных систем на окружающую среду.

7. Основные условия получения дисперсных систем.

8. Агригативная устойчивость.

9. Получение дисперсных систем методами физической и химической конденсации.

10. Получение дисперсных систем методами диспергирования.

11. Влияние способа получения на строение порошковых частиц.

12. Пептизация.

13. Получение лиофильных коллоидных систем при самопроизвольном диспергировании.

14. Диализ, электродиализ, ультрафильтрация.

Литература

1. Правила безопасности при работе с химическими веществами в высших и средних специальных учебных заведениях, на предприятиях и в учреждениях системы государственного комитета СССР по народному образованию Краснодар: Краснодарский ордена Трудового красного знамени политехнический институт, 1990.

2. Захарченко В. Н. Коллоидная химия: Учеб. для медико-биолог.спец. вузов. – 2-е изд., перераб. и доп - М: Высш. шк., 1989.-238 с.: ил.

3. Современный словарь иностранных слов: /Изд-во “Рус. яз.” – М.: Рус. яз., 1993 – 740 с.

4. Толковый словарь по химии и химической технологии. Основные термины / С. М. Баринов, Б. Е. Восторгов и др. Под редакцией Ю.А. Лебедева - М.: Рус. яз., 1987 - 528 с.

5. Зимон А. Д., Лещенко Н.Ф. Коллоидная химия. – М.: АГАР, 2001 –320 с

6. Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии. – М.: Химия, 1976. – 512 с.

7. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. – М.: Химия, 1982. – 340 с.

8. Дулицкая Р. А., Фельдман Р. И. Практикум по физической и коллоидной химии. – М.: Высш. школа, 1978.

9. Левченко В. Ф., Андгуладзе З. Г. Получение металлических порошков в переменном магнитном поле // Порошковая металлургия. – 1988. – № 8. – С. 1 – 4.

10. Горбатов И. Н., Галимов Г. Г. И др. Получение и свойства порошков алюмината магния для газотермического напыления // Порошковая металлургия. – 1988. – № 12. – С. 40 – 43.

11. Санин А. Ф., Ничипоренко О. С. Влияние давления воды наформу частиц порошка при распылении // Порошковая металлургия. – 1988. – № 9. – С. 1 – 5.

12. Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии /Под редакцией Фролова Ю.Г., Градского А.Г. и др. – М.: Химия, 1986. – 216 с.

13. Практикум по коллоидной химии /Под редакцией Лаврова И. С. – М.: Высшая школа, 1983. - 216 с.

14. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. – М.: Химия, 1974. - 352 с.

15. Путилова И.П. Руководство к практическим занятиям по коллоидной химии. – М.: Высшая школа, 1961. – 292 с.

16. Писаренко А.П., Поспелова К.А., Яковлев А.Г. Курс коллоидной химии. – М.: Высшая школа, 1964. – 248 с.

17. Липатов Ю.С. Коллоидная химия полимеров. – Киев, Наукова Думка, 1984. – 344 с.

18. Фришберг И.В., Пастухов В.П., Кузьмина И.В. Металлизированный углеродный порошок: методы получения и свойства – Екатеринбург: УрО РАН, 1992 – 190 с.

19. Химическое загрязнение почв и их охрана: Словарь-справочник/ Д. С. Орлов, М. С. Малинина и др. – М.: Агропромиздат, 1991. – 303 с.