Тема 2.4.: «Електрокінетичні властивості, стабілізація і коагуляція золів» Лабораторна робота № 6

Дата проведення роботи______________________

«Визначення порога коагуляції»

Мета роботи: 1. Оволодіння уміннями проведення експериментальних досліджень.

2. Визначення залежності порога коагуляції від заряду іона-коагулятора і вивчення захисної дії стабілізатора.

Реактиви, посуд і прилади: пробірки – 11 шт.; 1М розчин КCl; 0,05М розчин К₂SO₄ ; 0,0005М розчин K₃[Fe(CN)₆]; 10%-й розчин FeCl₃, насичений розчин FeCl₃; електрична плитка, конічна колба; штатив для пробірок; 0,25% розчин желатину.

Теоретичне підгрунтя

Колоїдні розчини відіграють надзвичайно велику роль у біології і медицині, при виробництві промислових і продовольчих товарів, ґрунтознавстві і техніці. Основні умови одержання колоїдних розчинів такі:

• Речовина дисперсної фази повинна практично не розчинятися в дисперсійному середовищі;

• Концентрація золю має бути невеликою;

• В системі має бути присутнім третій компонент – стабілізатор.

Свіжо приготовлені осади (коагуляти), як правило, складаються з частинок колоїдної дисперсності. Якщо відмити надлишок коагулятора – електроліту або ввести іони, які адсорбуються на частинках осаду і передають їм заряд, осад можна пептизувати, тобто перевести у зважений стан, одержуючи золь. Тому пептизацію можна назвати процесом, протилежним коагуляції. Стійкі гідрофобні золі можуть бути одержані тільки в присутності стабілізатора.

Коагуляцією називають процес злипання частинок дисперсної фази під дією міжмолекулярних сил притягання.

Щоб викликати коагуляцію золів добавкою електролітів, необхідно електроліт брати в певних кількостях. Причому до досягнення цієї концентрації коагуляція не спостерігається зовсім, а по досягненні певної концентрації має «обвальний, катастрофічний» характер, призводячи в більшості випадків до швидкого і повного руйнування колоїдної системи. При добавлені малих концентрацій електролітів може відбутися початок коагуляції, коли злипання частинок відбувається незначно. Початкова стадія процесу коагуляції протікає непомітно для озброєного ока і називається тому прихованою коагуляцією. Збільшення концентрації електроліту веде до подальшого розвитку коагуляції, збільшенню її швидкості і супроводжується появою більш крупних частинок. При цьому золь мутніє. Ця стадія процесу називається очевидною коагуляцією.

Та найменша кількість електроліту, яка викликає початок очевидної коагуляції, визначає поріг коагуляції золя. Коагуляцію викликає, головним чином, один з іонів прибавленого електроліту, саме той, який протилежний по знаку потенціал визначених іонів. Це підтверджується правилом Шульца-Гарді.

Правило Шульца-Гарді:

Чим вищий заряд коагулюючого іону, тим сильніше проявляється його коагулююча здатність і тим нижчий поріг коагуляції. Коагулюючу дію виявляє головним чином проти іон, і здатність до коагуляції зростає пропорційно його заряду, взятому в деякому високому степені.

Хід роботи

1. Отримання гідрозолю гідроксиду заліза.

100мл дистильованої води наливають у колбу і нагрівають на електричній плитці до кипіння. Не знімаючи колби, вимикають плитку, після чого додають 5-6 крапель насиченого розчину FeCl₃. Відбувається гідроліз іонів заліза (ІІІ), унаслідок чого утворюється червоно-коричневий колоїдний розчин гідроксиду заліза (ІІІ). Отриманий золь охолоджують, обливаючи зовнішні стінки конуса водою з-під крана. На світлі золь повинен виглядати абсолютно прозорим.