- •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)
5. Получение коллоидных растворов методом диспергирования
а) Получение золя флуоресцеина
В пробирку до половины её объёма налейте дистиллированную воду, добавьте 3 капли раствора карбоната натрия, внесите кристаллик флуоресцеина и 2-3 раза энергично встряхните смесь.
Отметьте, какую окраску имеет полученная жидкость в отражённом и проходящем свете наблюдается ли при этом флуоресценция1.
б) Получение золя гидроксида железа(III) пептизацией его осадка
Приготовьте осадок гидроксида железа(III) добавлением раствора гидроксида натрия к 2 % раствору хлорида железа(III).
Отметьте, что при этом происходит.
Составьте уравнение протекающей химической реакции.
Отфильтруйте осадок, перенесите 3 микрошпателя его в пробирку с концентрированным раствором хлорида железа(III) и нагрейте смесь до кипения.
Отметьте, что при этом происходит.
в) Получение золя берлинской лазури пептизацией её геля
К 10 мл концентрированного раствора гексацианоферрата(II) калия добавьте (не перемешивая) 4-5 капель 2 % раствора хлорида железа(III). Выпавший осадок берлинской лазури быстро переходит в гелееобразное состояние. Осторожно декантируйте жидкость и часть геля перенесите шпателем в химический стакан с 40-50 мл холодной дистиллированной воды.
Гель самопроизвольно пептизируется с образованием тёмно-синего золя берлинской лазури.
Составьте схему мицеллы.
6. Защита твёрдого коллоида
В две пробирки, наполненные до половины объёма раствором нитрата серебра, добавьте по капле азотной кислоты. Затем в одну пробирку добавьте 10 капель гидрозоля желатина, а в другую – столько же дистиллированной воды, после этого в каждую пробирку добавьте по капле раствора хлорида натрия и смеси перемешайте.
Объясните, почему в растворе, к которому был добавлен гидрозоль желатина, наблюдается не помутнение, а лишь слабая опалесценция1.
7. Коагуляция золей
а) коагуляция золя гидроксида железа(III) под действием электролитов
В пять пробирок до половины их объёма налейте полученный в опыте 4 в золь гидроксида железа(III). В первую пробирку добавьте 2 капли 0,1 н. раствора хлорида натрия, во вторую – столько же раствора сульфата натрия, в третью – раствора фосфата натрия, в четвёртую – раствора хлорида бария и в пятую – хлорида алюминия.
Отметьте, что происходит в каждой из пробирок.
Объясните, почему происходит образование мути при добавлении солей.
Укажите ионы, которые вызвали коагуляцию золя гидроксида железа(III).
Какой из ионов проявил наибольший коагулирующий эффект?
Как зависит коагулирующее действие электролита от знака и величины заряда его ионов?
б) коагуляция золя при нагревании
В пробирку с 6 каплями хлороводородной (соляной) кислоты добавьте 15 капель раствора силиката калия и смесь несколько раз встряхните.
Объясните поведение золя при комнатной температуре и при нагревании. Происходит ли в этих случаях образование геля? Если да, то объясните, чем оно обусловлено.
Составьте уравнение происходящей химической реакции и схему строения мицеллы, учитывая, что её агрегат образуют частицы оксида кремния и молекулы воды, а адсорбционный слой содержит силикат-ионы.
в) Взаимная коагуляция противоположно заряженных коллоидных частиц
Смешайте в пробирке по 6 капель золей иодида серебра, полученных в опыте 4 д, и смесь несколько раз энергично встряхните.
Объясните, что при этом происходит.
Какое вещество образует твёрдую фазу?
