Работа 25. Получение дисперсных систем

В организме человека представлены все дисперсные системы (ДС). Изучение процессов жизнедеятельности (обмена, пищеварения, многих патологических процессов) невозможно без понимания свойств ДС, различия в их устойчивости, в методах получения и разрушения.

НМС в организме представлены растворами неэлектролитов (например, глюкозы, сахарозы, мочевины) и электролитов (например, растворимые соли натрия, калия, кальция).

К ВМС организма относятся нуклеиновые кислоты, белки, их производные – нуклеопротеиды и липопротеиды, полисахариды – гликоген, крахмал.

КДС в организме образованы труднорастворимыми солями: оксалатом кальция, фосфатом кальция, карбонатами кальция и магния, солями мочевой кислоты – уратами.

Примером ГДС в организме являются эмульсии – жиры в крови, лимфе, кишечнике.

Многие лекарственные вещества и продукты питания представляют собой истинные растворы, эмульсии, суспензии, аэрозоли. Например, физиологический раствор NaCl или глюкозы - пример НМС. Молоко – прямая эмульсия (эмульгатор – белок казеин). Лечебные грязи – суспензии. Таблетированные препараты – прессованные порошки. Лекарства для лечения дыхательных путей, дезинфекции и обработки ран и ожогов часто изготавливают в форме аэрозолей.

ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ:

1. Ознакомиться с общими свойствами ДС, их ролью в жизнедеятельности живых организмов.

2. Овладеть методами получения ДС различных видов.

3. Научиться определять влияние различных факторов на процесс получения ДС.

4. Научиться показывать строение частиц ДФ.

5. Овладеть капиллярным методом определения знака заряда гранулы мицеллы.

ЗАДАНИЕ:

1. Выполните пять лабораторных опытов.

2. Оформите отчет.

3. По результатам опытов заполните табл. 28.

Методические указания к выполнению работы:

ОПЫТ 1. Получение истинных растворов НМС

а) Получение истинного раствора неорганической соли

В пробирку внесите несколько кристалликов неорганической соли и добавьте 1 мл дистиллированной воды.

б) Получение истинного раствора масла в бензоле

В пробирку налейте 3 мл бензола и добавьте 5-6 капель масла, тщательно перемешайте. Какая система образовалась в пробирке? Почему расслоение жидкости не происходит?

Выводы:

1. Укажите условия получения истинных растворов.

2. Покажите строение частиц ДФ в получившихся растворах.

ОПЫТ 2. Получение истинного раствора ВМС

К небольшому количеству сухого размельченного желатина добавьте 5 мл холодной дистиллированной воды. Через 20-30 минут медленно нагрейте на водяной бане до полного растворения желатина.

Выводы:

1. Чем отличается растворение ВМС от растворения низкомолекулярного вещества?

2. Как называются первая и вторая стадии растворения ВМС? В чем заключается их механизм? Почему первой стадии способствует низкая температура, а второй – нагревание?

3. Покажите схему получения раствора ВМС.

4. Покажите строение частиц белка в растворе.

5. Какие факторы влияют на первую и вторую стадии набухания?

ОПЫТ 3. Выделение тепла при набухании

В стаканчик налейте примерно 10 мл воды, опустите термометр и измерьте температуру. Добавьте в воду примерно 2 г крахмала, перемешайте, снова измерьте температуру.

Выводы:

1. Почему температура изменилась?

2. Будет ли дальнейшее нагревание способствовать растворению крахмала?

ОПЫТ 4. Получение золей берлинской лазури по реакции обмена

а) К 5 мл 1 % раствора K₄[Fe(CN)₆] добавьте 1-2 капли 2 % раствора FeCl₃. Какого цвета золь получается?

б) К 5 мл 2 % раствора FeCl₃ добавьте 4-5 капель 1 % раствора K₄[Fe(CN)₆]. Какого цвета золь получается?

в) Определение знака заряда гранулы мицеллы: на фильтровальную бумагу нанесите по 1 капле полученных золей.

Выводы:

1. Напишите реакцию обмена с получением микрокристаллов берлинской лазури.

2. Укажите, какой метод КДС был использован.

3. Укажите стабилизаторы.

4. Постройте частицы золя берлинской лазури с положительно и отрицательно заряженными гранулами.

5. Сделайте вывод о знаке заряда гранул.

6. Подтвердите строение мицелл синего и зеленого золя капиллярным методом.

7. Опишите, как методом электрофореза оценить знак заряда гранулы мицеллы золя.

ОПЫТ 5. Получение грубодисперсных систем

а) Получение эмульсии масла в воде

В одну пробирку налейте 3 мл дистиллированной воды, в другую – 2 мл дистиллированной воды и 1 мл 2 % раствора мыла. В каждую пробирку добавьте 5-6 капель масла и тщательно встряхните.

Выводы:

1. Почему в первой пробирке жидкости быстро расслоились?

2. Объясните образование устойчивой эмульсии во второй пробирке.

3. Нарисуйте строение частиц ДФ в полученной эмульсии, укажите ее тип.

4. Какой метод получения ГДС был использован?

б) Получение пены

Налейте в колбу 10-15 мл воды и через капиллярную трубку продуйте воздух. Повторите опыт, заменив воду раствором мыла.

Выводы:

1. Объясните, почему пена не образуется в чистой воде и образуется в растворе мыла?

2. Какую роль выполняет Na-мыло?

3. Зарисуйте строение пены.

4. Какой метод получения ГДС был использован?

в) Получение суспензии СаСО₃ в воде

В пробирку насыпьте немного измельченного мела и налейте 5 мл воды. Взболтайте содержимое.

Выводы:

1. Какой из методов получения ГДС был использован?

2. Какой тип суспензии образуется?

3. Напишите строение частиц ДФ суспензии мела.

4. Что выполняет роль стабилизатора?

По результатам опытов заполните табл. 28.

Таблица 28

Сравнительная характеристика дисперсных систем

№ пп	Пример	Вид ДС	Кинетич.или структ.единица	Размер частиц ДФ, м	Седиментац. устойчивость	Классиф.по сродству к ДФ	Наличие пов-ти раздела фаз	Агрег.устойчи-вость	Наличие стабилизатора	Метод получения
1	NaCl в Н2О
2	Масло в бензоле
3	Желатин в воде
4	Берлинская лазурь в воде
5	Масло в воде
6	Воздух в воде
7	Мел в воде
8		*

* - аэрозоль – система в лабораторной работе не исследовалась.

ЛИТЕРАТУРА:

1. С. 491-496, 507-512, 518-523, 533-537; 3. С. 175-178, 188-193; 5. С. 115-118, 125-126; 6. С. 708-715, 751-760.