№11 ЗЕРТХАНАЛЫ_ Ж_МЫС ДИСПЕРСТІК Ж_ЙЕЛЕРДІ АЛУ

3

№18 ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС

Дисперстік жүйелерді алу

18.1 Жұмыстың мақсаты Гидрозольдерді әртүрлі әдістермен алу; жоғарымолекулалық қосылыстардың ерітінділерін алу; эмульсияларды алу. 18.2 Жалпы мәліметтер Дисперсті фаза (ұсақталған зат) және дисперсті ортадан (еріткіш) тұратын жүйелерді коллоидтық ерітінділер дейді. Коллоидтық ерітіндіні алу және ұзақ тұру үшін мынадай жағдайлар қажет: 1) дисперстік фаза мен дисперстік орта түзетін бір-бірінде ерімейтін екі компонент болу қажет; 2) дисперстік

фазадағы затты коллоидты дәрежедегі дисперстікке жеткізу; 3) коллоидты бөлшектерге біртекті заряд беріп, коллоидтың тұрақтылығын қамтамасыз ететін үшінші компонент – тұрақтандырғыш электролиттің болуы.

Тұрақтандырғыш ролін атқаратын электролит иондары коллоид бөлшектерінің ядросының (кристалының) айналасында қос электр қабатын (ҚЭҚ) құрады. Осы иондардың бір бөлігі кристалл бетіне адсорбцияланады (потенциал анықтаушы иондар), екінші бөлігі (қарсы иондар) қос электр қабатының сыртқы қабаты мен қозғалмалы диффузды қабат құрады. Мұндай агрегат мицелла деп аталады.

Мысалға AgCI коллоид ерітіндісінің түзілуін қарастырайық:

AgNO₃ + KCI = AgCI + KNO₃

Мұнда үш жағдай болуы мүмкін:

1) AgNO₃ артық мөлшерінде алынса

AgNO₃  Ag⁺ + NO₃^-

Мицелланың құрылысы былай болады:

агрегат

ядро

коллоидтық бөлшек

мицелла

2) KCI артық мөлшерде алынса

KCI = К⁺ + CI^-

мицелланың құрылысы мұндай болады:

3) AgNO₃ мен KCI-дың концентрациялары тең болса, төмендегі екі жағдай бірдей болуы мүмкін:

изоэлектрлік

күйі

Кез-келген мицелла электр зарядсыз, ал коллоидтық бөлшектердің (грануланың) электр заряды болады.

18.3 Жұмысты орындау реті

Тұнбаны физикалық-химиялық әдіс (пептизация) арқылы алу

Fe(OH)₃-нің золін пептизация арқылы алу. Стаканға 20 см³ 4%-ті FeCI₃ ерітіндісін (цилиндрмен өлшеп) құяды, үстіне араластырып тұрып, иісі шыққанша NH₄OH ерітіндісін (1:1) қосады. Fe(OH)₃-нің аумақты бурыл тұнбасы түседі. Түзілген тұнбаны декантация көмегімен үш рет айдалған сумен жуады. Ол үшін стаканға толтырып су құяды, араластырады, тұнба шөккенше қойып қояды, сосын суын төгеді де тұнбаға қайтадан су құйып қояды. Осылай үш рет қайталайды. Тұнба шөккенше келесі тәжірибені жасауға болады. Содан кейін тұнбаны фильтрация арқылы бөліп, фильтрдің үстінде сумен жуады. Фильтрдегі тұнбаны 20 см³ дистиллденген суы бар таза стаканға ауыстырады. Біртекті қоймалжын масса пайда болғанша араластырып, шамамен 4 стаканға бөледі де әрқайсысына 50 см³ дистиллденген су қосады. Бірінші стаканды салыстыру үшін қойып қояды, екінші стаканға 15, 3-іне 30 тамшы HCI ерітіндісін (1:1), ал 4-і стаканға 30-40 тамшы FeCI₃-нің концентрлі ерітіндісін қосады. Тұнба толық ерігенше, не түсі өзгергенше әлсін-әлі шайқай отырып, барлық стакандарды жақсылап аралыстырады. Алынған зольдің мицелласын жазыңыз.

Химиялық конденсация әдісі

Fe(OH)₃-нің гидрозолін алу. Кішкене стаканға 50 см³ дистиллденген суды қайнағанша қыздырып, осы қайнап тұрған суға тамшылатып 5 см³ жаңадан дайындалған 4%-ті FeCI₃ ерітіндісін құяды (мензуркамен өлшейді). Барлық ерітіндіні қосқаннан кейін тағы да бірнеше минут қайнатады, сонда тұрақты қара қонырқай мөлдір золь пайда болады. Алынған золді келесі жұмысқа сақтап қояды. Зольді алу реакциясы мен мицелланың құрылысын жазыңыз.

Мыс гексацианоферраттың (II) золін алу. 0,1% K₄[Fe(CN)₆] ерітіндісінің 5 мл-не 0,3 мл 1% CuSO₄ ерітіндісін құяды. Алынған зольдін Cu₂[Fe(CN)₆] түсі қоныр-қызыл болады:

2CuSO₄ + K₄[Fe(CN)₆] → Cu₂[Fe(CN)₆]  + 2K₂SO₄

Cu₂[Fe(CN)₆] мицелланың формуласын жазыңыз, егер артығымен а) CuSO₄ және б)K₄[Fe(CN)₆] алынса.

Марганец диоксидінің золін алу (тотықсыздану реакция). Калий перманганаты натрий тиосульфатымен марганецтің диоксидіне дейін тотықсызданады:

8KMnO₄ + 3Na₂S₂O₃ + H₂O → 8MnO₂ + 3K₂SO₄ + 2KOH + 3Na₂SO₄

Колбаға пипеткамен 0,5 мл 1,5% калий перманганаттың ерітіндісін құяды және сумен 10 мл-ге дейін сұйылтады. Содан кейін колбаға тамшылып 0,3-0,4 мл 1% натрий тиосульфаттың ерітіндісін құяды. Марганец диоксидінің шие-қызыл золі түзіледі.

MnO₂ мицелласының формуласын жазыңыз (KMnO₄ стабилизатор).

Темір (III) гексацианоферраттың (II) золін алу. 4% темір хлорид ерітіндісінің 2 мл-не 2 мл суды және 5 мл 0,1% калий гексацианоферраттың (II) (K₄[Fe(CN)₆]) ерітіндісін құяды. Алынған зольдін түсі көк.

Реакцияны және зольдін мицелласын жазыңыз.

Физикалық конденсация әдісі (еріткішті ауыстыру)

1) 10 см³ суға шайқап тұрып күкірттің спирттегі 0,5 см³ қаныққан ерітіндісін қосады. Коллоидті бөлшектері теріс зарядталған күкірттің судағы ақшыл көк золі пайда болады.

2) 10 см³ дистиллденген суға 5-10 тамшы 2%-ті канифольдің спирттегі ерітіндісін қосады. Сүттей ақ тұрақты золь пайда болады.

Жоғарғымолекулалық қосылыстардың ерітінділерін алу

Крахмал ерітіндісін алу. Кішкене стаканға 20 мл дистиллденген су құяды да, қайнағанша қыздырады. Басқа бір стаканға 1 г крахмалды дистиллденген судың аз ғана мөлшерінде ерітеді де, ақырындап араластырып отырып қайнаған суға құяды. Алынған ерітіндіні келесі жұмысқа сақтап қояды.

Желатинның ерітіндісін алу. 1 г желатинді суық суға (50 см³) езіп алып, үздіксіз араластыра отырып, жайлап біркелкі қыздырып, біртекті ерітінді алады. Ерітіндіні келесі жұмысқа сақтап қою керек.

18.4 Есеп беру мазмұны

1. Өткізілген тәжірибелердің қысқаша мазмұны.

2. Алынған гидрозольдер мицеллаларының формулалары.

3. Қорытынды.

18.5 Бақылау сұрақтары

1. Дисперстік жүйелердің жалпы сипаттамасы. Дисперстік жүйелердің негізгі түрлері, олардың қасиеттері.

2. Дисперстік жүйелерді алу алу әдістері. Коллоидтарды диспергациялық әдіс арқылы алу. Физикалық және химиялық конденсация.

3. Дисперстік жүйелердің электрлік қасиеттері. Коллоидты бөлшектің бетіндегі қос электрлік қабат. Гидрозоль мицеллаларының құрылысы.

4. Эмульсиялар, олардың типтері. Эмульсиялардың қасиеттері және оларды алу, стабилизациялау, бұзу.

«Физикалық және коллоидтық химия»

пәні бойынша ОӘК

№13 бұйрықпен 15.06.09ж.

Химия кафедрасының мәжілісінде бекітілген

химия кафедрасы