Задание 3. Очи стка коллоидных растворов (диализ)

Дата: 2025-06-14; Просмотры: 1

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

Диализ основан на способности некоторых полупроницае­мых мембран (животных, растительных или приготовленных ис­кусственно) пропускать истинные растворы и не пропускать кол­лоидные. Диализ проводят в особых приборах - диализаторах. Для диализа небольших количеств растворов применяются пер­гаментные, коллодиевые мешки, свиные или рыбьи пузыри. Диа­лизаторы состоят из двух сосудов - внутреннего и внешнего. Внутренний сосуд предназначен для диализируемой жидкости и весь или частично (дно) состоит из полупроницаемой мембраны. Внешний сосуд предназначен для растворителя и представляет собой сосуд большого размера.

Полученный гидрозоль гидрата окиси железа (Ш) вылива­ют в подготовленный диализатор и погружают его в сосуд с дис­тиллированной водой. Возникшие в процессе образования гидро­золя ионы Н⁺ и С1^- будут проникать через полупроницаемую мембрану, а ионы С1^- дают специфическую реакцию с раство­ром AgNO₃ (выпадает белый осадок). Диализ следует вести до исчезновения реакции на хлор-ионы.

Задание 4. Наблюдение броуновского движения частиц

приготовленного золя при помощи ультрамикроскопа

Под руководством преподавателя наносят на предметное стекло каплю гидрозоля, накрывают покровным стеклом, ставят в поле зрения ультрамикроскопа и наблюдают движение коллоидных частиц.

При наблюдении броуновского движения можно заметить, что чем мельче частички, тем в более интенсивном движении они находятся, поэтому они менее подвержены влиянию земного притяжения и, следовательно, больше времени находятся в рав­номерном распределении по всему объему дисперсионной среды.

Время сохранения равномерного распределения частиц дисперсной фазы по всему объему дисперсионной среды харак­теризует кинетическую устойчивость данной коллоидной системы.

Задание 5. Электрокинетические свойства коллоидных систем.

Определение знака заряда и величины ζ-потенциала гидрофобных коллоидов электрофоретическим методом

1. Приготовление золя хлорида серебра (метод реакции двойного обмена).

В колбу емкостью 100 мл наливают определенный объем (полученный по заданию преподавателя) 0,02 н раствора азотнокислого серебра. К этому раствору небольшими порциями и при непрерывном и энергичном встряхивании приливают опре­деленное преподавателем количество 0,02н хлорида калия. В приготовленном золе хлорида серебра методом электрофореза определяют величину и знак электрокинетического потенциала.

2. Определение катода и анода источника тока.

Определяют катод и анод источника тока. Для это­го на стеклянную пластинку помещают фильтровальную бумажку и смачивают её небольшим количеством насыщенного раствора КСl и каплей фенолфталеина. Вилку шнура включают в сеть. Прикасаются двумя электродами к смоченной фильтровальной бумаге, обнаруживают и помечают катод по розовой окраске фенолфталеина вокруг него (не допускать соприкосновения электродов, так как это вызовет короткое замыкание).

3. Определение ζ-потенциала методом электрофореза.

Приготовленным гидрозолем хлорида серебра заполняют электрофоретическую трубку (рис. 38): через воронку (В) нали­вают небольшую порцию гидрозоля. Осторожно открывают кран (К) так, чтобы гидрозоль заполнил отверстия крана, не выступая из него, следя за тем, чтобы в трубке не образовались пузырьки воздуха, после чего кран закрывают. Через одно из колен U-образной трубки наполняют её надстилающей жидкостью до половины. Затем заполняют воронку оставшимся гидрозолем, следя за тем, чтобы в трубке не образовались пузырьки воздуха. Встав­ляют электроды в отверстия колен U - образной трубки и изме­ряют расстояние l между электродами вдоль трубки по пути прохождения электрического тока (величина l написана на во­ронке).

Рис. 38. Электрофоретическая трубка:

В - воронка; К - кран; а - надстилающая жидкость; б — гидро­золь.

Постепенно открывают кран. Вследствие разности уровней в трубке и воронке гидрозоль начнет медленно поступать в труб­ку. Чем медленнее поднимается гидрозоль, тем резче будет гра­ница между ним и надстилающей жидкостью. При правильном заполнении электрофоретической трубки электроды должны быть погружены в надстилающую жидкость приблизительно на 0,5 см, а граница раздела - находиться в пределах градуирован­ной части трубки.

После заполнения трубки кран закрывают и записывают положение границы золя и надстилающей жидкости в катодном и анодном коленах в таблицу 30. Включают электроды в розетку и пропускают через трубку постоянный ток в течение 5 мин. В процессе прохождения тока по вольтметру фиксируют электро­движущую силу.

Через 300 секунд выключают ток и вновь записывают по­ложение границ раздела в таблицу 36. Вычисляют величину ζ - потенциала по уравнению

ζ = × ×

где η - вязкость дисперсионной среды, ε - диэлектрическая про­ницаемость, - расстояние между электродами (см), Е - электро­движущая сила (В), S - расстояние (см), пройденное дисперсной фазой за время τ (с).

Таблица 36

Результаты определения ζ- потенциала

После подстановки постоянных величин уравнение прини­мает вид

ζ = 209× ×

Смещение золя S равно полусумме расстояний, пройден­ных дисперсной фазой в катодном и анодном коленах U - образ­ной трубки.

Знак заряда коллоидных частиц противоположен знаку за­ряда того электрода, по направлению к которому смещался золь.

Вопросы для самоконтроля

1. Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию и степени дисперсности.

2. Классификация коллоидных систем по степени взаимодействия частиц дисперсной фазы с дисперсионной средой.

3. Методы получения и очистки коллоидных систем.

4. Что такое пептизация?

5. Почему гидрофобные коллоидные системы термодинамически неустойчивые?

6. Кинетическая и агрегативная устойчивость коллоидных систем.

7. Теория двойного электрического слоя по Штэрну.

8. Строение коллоидной мицеллы.

12. КОАГУЛЯЦИЯ ЛИОФОБНЫХ И ЛИОФИЛЬНЫХ КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ

Существуют коллоидные растворы - золи, которые образу­ются в результате непосредственного взаимодействия дисперс­ной фазы и дисперсионной среды. Такие коллоиды называются лиофильными (гидрофильными, в случае водной дисперсионной среды) или растворами высокомолекулярных соединений (ВМС). Эти коллоиды характеризуются:

1. устойчивостью в электролитах умеренной концентрации;

2. высокой вязкостью;

3. оптической однородностью при просмотре под ультрамикроскопом;

4. способностью образовывать студни без отделения дисперсной фазы от дисперсионной среды.

Лиофильными свойствами обладают гидрозоли желатины, белка, крахмала, мыла и др. Схематическое строение такой части­цы дано на рисунке 39а.

Рис. 39а. Схема строения коллоидной частицы гидрофильного коллоида	Рис.39б. Схема строения коллоидной частицы гидрофобного коллоида

Существует другой класс коллоидных растворов, устойчи­вость дисперсной фазы которых обусловлена особыми условиями образования этих коллоидов. Для того чтобы возникло взаимо­действие дисперсной фазы таких коллоидов с дисперсионной средой, т.е. создались условия для сольватации, и тем самым осу­ществилась их устойчивость, необходимо наличие электрических зарядов у таких частиц.