Получение, очистка и свойства коллоидных растворов

    Цель работы.

Научиться получать коллоидные растворы различными методами, очищать их от примесей низкомолекулярных веществ и грубодисперсных частиц, а также отличать коллоидные растворы от истинных растворов низкомолекулярных веществ.

Оборудование.

Проекционный фонарь, горелка газовая (спиртовка), пробирки, капельные воронки, воронки, химический стакан (150 мл_), пипетки глазные (диализационные, например, коллодиевые). Мембраны, фильтровальная бумага.

Реактивы.

2%-й раствор канифоли в этаноле, растворы хлорида железа (III) с концентрацией 0,05 моль/л и массовой долей 2 %, растворы гексацианоферрата (II) калия (насыщенный и с = 0,001 моль/л), раствор щавелевой кислоты (с(1/2 С₂О2Н₂) = 0.1 моль/), 0,1%-й раствор нитрата серебра, 1%-й раствор танина и раствор сульфата меди (с = 0,006 моль/л).

 

Выполнение эксперимента.

Опыт 1. Получение гидрозоля канифоли методом замены растворителя.

В пробирку наливают приблизительно 10 мл (половина 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. При нагревании открытый конец пробирки должен быть обращен в сторону от работающего и от соседей по столу. Чтобы очистить полученный раствор от примеси грубодисперсных частиц, раствор фильтруют через бумажный фильтр.

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 журнал.

Опыт 2. Получение гидрозоля берлинской лазури методом пептизации.

В пробирку наливают 1 мл 0,05 моль/л раствора хлорида железа (III) и 1 мл насыщенного раствора гексацианоферрата (II) калия. Полученный осадок отфильтровывают и промывают на фильтре дистиллированной водой до удаления избытка K₄[Fe(CN)₆].

К оставшемуся на фильтре промытому осадку берлинской лазури добавляют 2 – 3 мл раствора щавелевой кислоты, фильтрат собирают в пробирку. Наблюдают, образуется ли конус Фарадея–Тиндаля при пропускании пучка света через коллоидный раствор.

Опыт 3. 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 2%-ного 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.

Для очистки золя от примесей методом диализа горячий золь вливают через воронку в коллодиевый мешочек (диализационная мембрана), который осторожно опускают в стакан с теплой дистиллированной водой. Время от времени отбирают пробы воды и проводят реакции на ионы, перешедшие из золя в воду (на ионы Cl^- - с раствором нитрата серебра). Для полной очистки золя от примесей ионов воду в стакане периодически меняют до тех пор, пока в ней не перестанут обнаруживаться эти ионы. Результаты эксперимента записывают в лабораторный журнал.

Опыт 4. Получение гидрозоля серебра методом восстановления.

В пробирку наливают приблизительно 10 мл дистиллированной воды и добавляют 4 - 5 капель 0,1%-го раствора нитрата серебра, Полученный раствор нагревают до кипения и по каплям, с интервалами в 1., добавляют 1%-й раствор танина до появления устойчивой желтой окраски.

Наблюдают, образуется ли конус Фарадея–Тиндаля при пропускании пучка света через полученный раствор. Результаты наблюдений записывают в лабораторный журнал. Золь серебра выливают в специальную склянку.

  Опыт 5. Получение гидрозоля гексацианоферрата (II) меди методом обмена.

В пробирку отбирают равные объемы растворов сульфата меди с концентрацией 0,006 моль/л и гексацианоферрата (II) калия с концентрацией 0,001 моль/л. Наблюдают пробирку с золем в проходящем и отраженном свете. Отмечают, образуется ли конус Фарадея-Тиндаля при пропускании пучка света через полученный раствор. Результаты опытов обобщают в таблице по форме:

Опыт	Золь	Метод получения		Внешний вид		Наблюдения конуса рассеяния света	Метод очистки
		Физиче-ский или химиче-ский	Диспер-гирова-ние или конден-сация	В прохо-дящем свете	В отра-жен-ном
1.
…

 

Опыт	Химические реакции (полуреакции), лежащие в основе получения золей	Схемы строения мицелл

Контрольные вопросы

1. Как классифицируют дисперсные системы по размеру частиц дисперсной фазы?

2. Какие системы называют коллоидными? Назовите две основные группы методов получения коллоидных растворов, сформулируйте их сущность.

3. Перечислите разновидности методов диспергирования и конденсации. По какому принципу классифицируют химические конденсационные методы? Приведите примеры.

4. Назовите методы очистки коллоидных растворов от примесей:

а) растворенных низкомолекулярных веществ;

б) грубодисперсных частиц.

5. Что такое диализ и для каких целей его применяют? Как устроен простейший диальзатор? От каких факторов зависит скорость диализа?

6. Напишите формулу мицеллы золя иодида серебра, полученного добавлением 40 мл раствора AgNO3 с концентрацией 0,02 моль/л к 50 мл раствора KI с концентрацией 0,001 моль/л. Каким методом получен золь?

Лабораторная работа № 5

Определение знака заряда коллоидных частиц.

Измерение электрокинетического потенциала

Методом электрофореза

Цель.

Научиться определять знак заряда коллоидных частиц мето­дами капиллярного анализа и электрофореза, а также электрокинетиче­ский потенциал методом электрофореза.

Оборудование.

Прибор для электрофореза (электрофоретическая трубка; электроды; выпрямитель); пробирки; цилиндры мерные вместимостью 10 мл; пипетки глазные; бумага фильтровальная.

Реактивы.

Растворы: хлорида железа (III) (с(1/ЗFеСl₃) = 0,005 моль/л), гек-сацианоферрата (II) калия (с(1/ЗK₄[Fе(СN)₆]) = 0,005 моль/л); гидрозоль гидроксида железа (III); контактная жидкость (ультрафильтрат золя или электролит, элек­трическая проводимость которого равна электрической проводимости золя).

Выполнение эксперимента.