- •Введение
- •1. Поверхностные явления
- •1.1. Поверхностная энергия
- •1.2. Адсорбция
- •1.2.1. Адсорбционные явления
- •1.2.2. Термодинамика адсорбции
- •1.2.3. Изотерма адсорбции
- •1.3. Поверхностно-активные вещества
- •2. Дисперсные системы
- •2.1. Классификация дисперсных систем
- •Классификация дисперсных систем в зависимости от размера частиц дисперсной фазы
- •Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию дисперсной фазы (дф) и дисперсионной среды (дс)
- •2.2. Коллоидные системы
- •2.3. Методы получения коллоидных растворов
- •2.4. Строение частиц дисперсионной среды
- •2.5. Электрические свойства коллоидных растворов
- •2.6. Устойчивость и коагуляция коллоидных систем
- •2.7. Оптические свойства коллоидных растворов
- •Тестовые упражнения
- •Ответы на тестовые упражнения
- •Адсорбция
- •1. Адсорбция красителей
- •2. Адсорбция ионов
- •Дисперсные системы
- •1. Получение суспензии мела в воде
- •2. Получение эмульсий бензола и масла в воде
- •3. Получение золя оксида марганца(IV) реакцией восстановления
- •4. Получение наночастиц методом конденсации
- •5. Получение коллоидных растворов методом диспергирования
- •6. Защита твёрдого коллоида
- •7. Коагуляция золей
- •Требования к оформлению письменного отчёта по лабораторным работам
- •Поверхностные явления и дисперсные системы (Коллоидная химия – нанохимия)
4. Получение наночастиц методом конденсации
а) Получение золя серы способом замены растворителя
Тяга!
Для приготовления насыщенного раствора в пробирку с 3 г серы налейте 10 мл этиловом спирта; насыщение раствора достигается при энергичном взбалтывании образовавшейся суспензии в течение 15 минут. Отфильтруйте остаток нерастворившейся серы и 5 мл полученного фильтрата осторожно прилейте к 20 мл дистиллированной воды в химическом стакане.
Часть полученного "белого" золя серы сохраните для опыта 4 г. Другую часть раствора разлейте поровну в две пробирки и добавьте в одну пробирку 1 мл воды, а во вторую – 1 мл раствора хлорида бария, затем нагрейте обе пробирки.
Отметьте, что происходит.
Как влияет электролит (CaCl2) на устойчивость коллоидного раствора?
Дайте определение понятиям "золь" и "гель".
б) Получение золя серебра реакцией восстановления ионов серебра
В пробирку до половины её объёма налейте раствор нитрата серебра, добавьте 3 капли раствора сульфита натрия и 3 капли раствора танина. Содержимое пробирки перемешайте стеклянной палочкой и около двух минут нагревайте в водяной бане. (Танин способствует восстановлению ионов серебра и играет роль стабилизатора его коагуляции.)
Объясните наблюдаемое явление и составьте уравнение протекающей химической реакции.
в) Получение золя гидроксида железа(III) гидролизом хлорида железа(III)
В химическом стакане нагрейте до кипения (на треноге с асбестовой сеткой) 20 мл дистиллированной воды. Затем в горячую воду при перемешивании стеклянной палочкой медленно добавьте 30 капель 2 % раствора хлорида железа(III). Полученный раствор прокипятите в течение двух минут и охладите. Отметьте цвет образовавшегося коллоидного раствора гидроксида железа(III).
Раствор сохраните для опыта 7 а.
Составьте уравнение протекающей химической реакции и схему образующейся мицеллы.
г) Образование золей способом замены растворителя
В пробирку до половины её объёма налейте дистиллированную воду и добавьте 5 капель насыщенного раствора серы в этиловом спирте (полученного в опыте 4 а). Энергично встряхивая в течение 2-3 минут содержимое пробирки, наблюдайте, что при этом происходит.
Объясните наблюдаемые явления.
Повторите опыт со спиртовым раствором фенолфталеина.
Отметьте, что при этом наблюдается и сформулируйте вывод о растворимости фенолфталеина в спирте и в воде.
В пробирку с 1 мл этилового спирта добавьте 10 капель раствора мыла.
Отметьте, что при этом происходит.
Повторите опыт, добавляя в спирт по каплям насыщенный раствор хлорида натрия.
Сравните устойчивость полученных коллоидных растворов.
д) Получение золей иодида серебра с разноимёнными зарядами частиц с помощью реакций ионного обмена
В пробирку налейте 3 мл 0,05 н. раствора иодида калия и при встряхивании добавьте 10 капель 0,05 н. раствора нитрата серебра.
Отметьте, что при этом происходит.
Составьте уравнение протекающей химической реакции.
В пробирку с 1 мл 0,05 н. раствора нитрата серебра медленно добавьте при встряхивании 10 капель раствора иодида калия.
Составьте схему строения мицелл, полученных при избытке иодида калия и при избытке нитрата серебра.
Растворы сохраните для опыта 7 в.
е) Получение золя берлинской лазури с помощью реакции ионного обмена
При смешивании растворов хлорида железа(III) и гексацианоферрата(II) калия образуется тёмно-синий коллоидный раствор берлинской лазури согласно схеме:
3K4[Fe(CN)6] + 4FeCl3 → Fe4[Fe(CN)6]3 + 12KCl.
К 5 мл 0,05 н. раствора гексацианоферрата(II) калия (жёлтой кровяной соли) добавьте раствор хлорида железа(III). Проверьте, даёт ли свет при прохождении через полученный раствор конус Тиндаля. Составьте схему мицеллы, считая стабилизатором одно из исходных веществ.