Эмульсии

1. Получение эмульсий.

В две мерные пробирки наливают по 1 мл масла, окрашенного красителем. В первую пробирку наливают 2 мл дистиллированной воды, во вторую – 2 мл 1% раствора мыла. Содержимое пробирок хорошо перемешивают до образования эмульсий.

Сопоставляют устойчивость эмульсий в первой и второй пробирках.

2. Определение типа эмульсии.

Тип эмульсии определяют следующим образом:

1. каплю эмульсии и каплю воды помещают на предметное стекло. Стекло наклоняют так, чтобы капли пришли в соприкосновение. Если капли сольются, то дисперсной фазой является масло, если не сольются – вода.

2. на фильтровальную бумагу наносят каплю эмульсии. Если средой является вода, то капля сразу всасывается бумагой, на которой остается жирное пятно. Капля эмульсии в/м не всасывается.

3. одну каплю эмульсии, стабилизированной раствором мыла, помещают на предметное стекло и рассматривают в микроскоп. Определяют, что окрашено: дисперсионная среда или дисперсная фаза. Делают заключение о типе эмульсии (м/в или в/м).

3. Обращение фаз эмульсии.

В полученные в опыте 1 эмульсии добавляют при перемешивании по каплям (5 – 10 капель) 30% раствора сульфата магния. Встряхивают. Определяют тип эмульсии.

Пены.

1. Получение пены

В мерный цилиндр с пробкой наливают по 10 мл воды и 1 мл раствора мыла. Встряхивают смесь 20-30 сек. После прекращения встряхивания включают секундомер, одновременно отмечая объем образовавшейся пены. Наблюдают изменение объема во времени.

Затем повторяют этот опыт при разбавлении раствора мыла в 2, 4, 8 раз. Полученные результаты записывают в таблицу и строят графики:

1. зависимости максимального объема образовавшейся пены от концентрации пенообразователя;

2. изменения объема пены по времени

Концентрация пенообразователя
С-1		С-2=С-1/2		С-3=С-1/4		С-4=С-1/8
Время, с	Объем пены, мл	Время, с	Объем пены, мл	Время, с	Объем пены, мл	Время, с	Объем пены, мл

2. Время жизни пены.

Готовят растворы, как в опыте 1. Исследуемый раствор наливают в стаканчик на 50 мл и перемешивают. В него погружают медное кольцо. Кольцо осторожно вынимают из жидкости и по секундомеру отмечают время с момента образования пленки до ее разрушения. Для каждого из приготовленных растворов проводят 10-15 отсчетов времени жизни пены и вычисляют среднюю величину.

Результаты наносят на график, где по оси ординат отмечают время, а по оси абсцисс – концентрацию раствора.

3. Гашение пены.

Повторным встряхиванием восстанавливают пену (из опыта 2). Вводят 1-2 капли концентрированной соляной кислоты. Наблюдают процесс гашения пены.

Работа 6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ КОЛЛОИДНЫХ ЧАСТИЦ

Цель работы: Определение размеров коллоидных частиц поливинилацетатной эмульсии (ПВА) по методу светорассеяния турбидиметрическим вариантом.

Частицы дисперсной фазы коллоидных систем рассеивают падающий на них свет. В коллоидных системах, где размеры частицы меньше половины длины волны света, светорассеяние происходит исключительно за счет дифракции. Лучи света огибают коллоидные частицы, рассеиваясь во всех направлениях. Характер углового распределения рассеянного света изменяется с изменением размера частиц. Количество рассеянной световой энергии зависит от размера частиц, длины волны падающего света и концентрации частиц. Известны два варианта метода.

Первый вариант – определение размера частицы по интенсивности проходящего света (турбидиметрический вариант) второй - по интенсивности света, рассеянного под некоторым углом к падающему лучу света ( нефелометрический вариант).

Турбидиметрический вариант, использующийся в данной работе, основан на том, что при прохождении света через коллоидный раствор, содержащий малые прозрачные частицы, поглощение практически отсутствует и ослабление интенсивности падающего света, равно полной интенсивности света, рассеянного коллоидным раствором во всех направлениях. Для систем, содержащих частицы с размерами, значительно меньше длины световой волны, величина полного рассеяния подчиняется уравнению Рэлея. В этом случае, измерив с помощью фотоэлектроколориметра ослабление интенсивности падающего света и воспользовавшись уравнением Рэлея, можно определить средний размер частиц в коллоидной системе.

Уравнение Рэлея имеет вид:

где J_ - интенсивность света, рассеянного под угломк направлению падающего луча.

где n – показатель преломления вещества дисперсной фазы.

n₀– показатель преломления вещества дисперсионной среды.

J₀– интенсивность падающего света

С – концентрация ПВА (г/мл)

r – радиус частицы

ρ– плотность вещества дисперсной фазы

где _вак– длина волны падающего света в вакууме (см).

Отношение J/J₀соответствует мутности, характеризующей способность системы ослаблять интенсивность проходящего через нее света в результате рассеяния его по всем направлениям.

Для «белых» (не поглощающих свет) золей, это уменьшение интенсивности проходящего света описывает закон Ламберта:

где x – длина пути луча в растворе;

– основание натурального логарифма.

Из уравнения Ламберта следует:

где D – оптическая плотность, равная

следовательно представляет собой величину, обратную расстоянию, которое должен пройти луч света в мутной среде, чтобы быть ослабленным враз. Ее размерность см^-1.

Уравнение Рэлея справедливо лишь для разбавленных растворов, т.к. оно не учитывает вторичного рассеяния света и взаимодействия между частицами.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ:

Готовят исходную дисперсию. Для этого в мерную колбу на 25 мл мерной пипеткой отбирают 0.5 мл ПВА и доводят дистиллированной водой до метки. Из исходной дисперсии готовят рабочие дисперсии разной концентрации. Для этого мерной пипеткой отмеряют 0.5; 0.6; 0.7; 0.9; 1.0; 1.2; 1.5; 1.7; 2.0; 2.2; 2.5 мл исходной дисперсии и вносят их в мерные колбы на 50 мл. Доводят до метки дистиллированной водой.

Измеряют оптическую плотность приготовленных дисперсий на фотоэлектроколориметре КФК-2 (со светофильтром =490 нм).

Рассчитывают мутность для каждой приготовленной дисперсии. Результаты заносят в таблицу:

№ дисперсии	С, г/мл	D	τ

На основании полученных данных строят график зависимости мутности от концентрации. Для выбранной на линейном участке кривой =f(С) точки рассчитывают радиус частиц по формуле, полученной из уравнения Рэлея для полного рассеяния:

где

n = 1,5350 (показатель преломления вещества дисперсной фазы)

n₀ = 1,3333 (показатель преломления дисперсионной среды)

ρ= 0,17 г/см³(плотность вещества дисперсной фазы)

 = 490 нм = 49010^-7см

С = 3.4 10^-2г/мл (концентрация ПВА).