1.Тема: «Получение и очистка коллоидных растворов».

После изучения темы студент должен:

«Знать» - основные понятия (мицелла, гранула, правило Панета-Фаянса-Гана, методы получения и очистки золей), растворы и процессы, протекающие в водных растворах, правила техники безопасности работы в химической лаборатории и с физической аппаратурой, влияние факторов на процессы деструкции лекарственных веществ.

«Уметь» - готовить дисперсные растворы, используя различные методы, определять физические свойства лекарственных веществ.

«Владеть» - навыками экспериментального получения коллоидных растворов, методом очистки коллоидных растворов (диализом), методиками анализа физических и химических свойств веществ различной природы, техникой химических экспериментов, проведения пробирочных реакций, навыками работы с химической посудой и простейшими приборами.

2. Вопросы, изученные на предшествующих дисциплинах и необходимые для освоения темы.

1. Поверхностные явления (кафедра химии).

2. Адсорбция на твердых адсорбентах. Избирательная адсорбция сильных электролитов. Правило Панета-Фаянса-Гана (кафедра химии).

3. Задания для самостоятельной подготовки к лабораторному занятию:

3.1 Перечень контрольных вопросов для самоконтроля знаний.

1. Понятие о дисперсных коллоидных растворах.

2. Классификация дисперсных систем.

3. Признаки отличия коллоидных растворов от истинных растворов.

4. Методы получения коллоидных растворов.

5. Методы очистки коллоидных систем.

6. Мицеллярная теория строения частиц лиофобных золей: агрегат, ядро, гранула, мицелла.

7. Коллоидные системы в организме.

8. Использование методов очистки коллоидных растворов в медицине.

3.2. Задания для СРС во внеучебное время.

Задача № 1.

Золя берлинской лазури получили сливанием 3 мл раствора K₄[Fe(CN₆)] с С(1/4K₄[Fe(CN₆)])=0,008 моль/л 5 мл раствора FeCl₃ с С(1/3FeCl₃)=0,001 моль/л. Определить заряд коллоидной частицы, записать формулу мицеллы.

Задача № 2.

К 20 мл раствора NaCl с ω = 0,029% прилили 30 мл AgNO₃ с С(1/1AgNO₃)=0,001 моль/л. Записать формулу мицеллы. К какому полюсу будет перемещаться гранула в электрическом поле?

Задача № 3.

Золь бромистого серебра получен смешением равных объёмов KBr с С(1/1KBr) = 0,008 моль/л и AgNO₃ с С(1/1AgNO₃) = 0,0096 моль/л. Определить заряд гранулы, направление движения её в электрическом поле, формулу мицеллы.

3.3. Задания для самоконтроля подготовки к лабораторному занятию.

Вариант теста № 1.

Размер частиц дисперсной фазы от 1 до 100 нм имеют:

а) истинные растворы;

б) коллоидные растворы;

в) аэрозоли.

Вариант теста № 2.

Термодинамическая неустойчивость коллоидных растворов вызвана:

а) наличием поверхностной энергии;

б) броуновским движением;

в) вязкостью растворов.

Вариант теста № 3.

Уравнение реакции получения коллоидного раствора конденсационным методом:

а) 2AlCl_3(т) + 3H₂SO_4(к) →Al₂(SO₄)_3(в) + 6HCl_(г);

б) Al(OH)_3(т)+ NaOH_(в) → Na[Al(OH)₄] _(в);

в) AlCl_3(в) +3H₂О_(ж) →Al(OH)_3(т)+3HCl_(в).

Вариант теста № 4.

Через бумажный фильтр проходят коллоидные частицы с размером:

а) эмульсии (d = 10^7  10^4);

б) органеллы (d = 10^3 м);

в) спиртовой раствор канифоля (d = 10^9  10^7 м).

Вариант теста № 5.

Электрокинетический ξ -потенциал возникает на границе:

а) агрегат – адсорбционный слой ионов;

б) адсорбционный слой – диффузный слой;

в) потенциалопределяющие ионы – диффузный слой.

Вариант теста № 6.

При взаимодействии избытка сульфата меди (II) с гексацианоферратом (II) калия образовался золь, в диффузном слое которого находятся ионы:

а) SO₄^2-;

б) [Fe(CN)₆]^4-;

в) Cu²⁺.

Вариант теста № 7.

В аппарате «Искусственная почка» имеет место сочетания:

а) осмоса и диализа;

б) осмоса и ультрафильтрации;

в) диализа и ультрафильтрации.

4. Ориентировочная основа действия (ООД) для проведения самостоятельной работы студентов в учебное время.

Приборы и реактивы: Конические колбы на 100 см³, цилиндры на 100 см³, пипетки на 10 см³, термостойкие стаканы на 200 см³, коллодиевые мешочки, электроплитка. Дистиллированная вода, растворы FeCl₃ (ω=2%, С = 0,1 моль/дм³), раствор K₄[Fe(CN)₆] (С = 0,1 моль/дм³).

Методика выполнения работы. Для получения гидрозоля железа в конической колбе нагреть до кипения 50 см³ дистиллированной воды. При помощи пипетки добавить в кипящую воду 8 см³ FeCl₃ (ω=2%) раствора по каплям. Кипячение продолжать 2-3 мин. Образуется золь гидрооксида железа красно-коричневого цвета. (Сохранить для диализа).

Для проведения диализа коллодиевый мешочек, помещенный в горячую воду, наполнить через воронку горячим золем Fe(OH)₃. Через 10 мин, вылить воду из стакана и заполняют его новой порцией теплой воды. В процессе диализа ионы Cl^- диффундируют в воду. Контроль за их наличием в воде осуществлять с помощью нитрата серебра, добавляя одну каплю раствора AgNO₃ к воде. Диализную очистку золя продолжать до тех пор, пока в воде не перестанут обнаруживаться хлорид-ионы в. соответствии с реакцией.

Ag⁺ + Cl^- → AgCl

Для получения золя берлинской лазури необходимо в стакан емкостью 100 см³ налить 8 см³ раствора FeCl₃ (С = 0,1 моль/дм³) и 5 см³ K₄[Fe(CN)₆] (С = 0,1 моль/дм³). В результате реакции образуется студнеобразный осадок. К осадку приливают 80 см³ воды и размешивают. Оставляют на некоторое время (до осаждения осадка), затем раствор сливают с осадка. Получается устойчивый золь берлинской лазури.

Определение знака заряда коллоидных частиц. На листок фильтровальной бумаги пипеткой нанести каплю полученного золя (берлинская лазурь). После всасывания капли, положительно заряженные золи дают окрашенное в центре и бесцветное по краям пятно, отрицательно заряженные золи дают равномерно до краев окрашенное пятно. Объясняется это тем, что отрицательно заряженная по отношению к воде бумага адсорбирует положительно заряженные коллоидные частицы и, не адсорбирует отрицательно заряженные частицы.

Обработка экспериментальных данных.

1. Написать формулу мицеллы гидрозоля железа и золя берлинской лазури. Для полученных мицелл, указать:

а) состав ядра мицеллы;

б) знак заряда коллоидной частицы;

в) потенциалопределяющий ион;

г) противоионы адсорбционного и диффузного слоев.

5. Учебно-материальное обеспечение:

5.1. Литература:

а) обязательная

1. Попков В.А., Пузаков С.А. Общая химия. М.: ГЭОТАР-МЕДИА, 2007, с.797-836.

2. Жолнин А.В. Общая химия, под. ред. Попкова В.А., Жолнина А.В., М.:ГЭОТАР-Медиа, 2014. с. 303-319.

3. Пузаков С.А., Попков В.А., Филиппова А.А. Сборник задач и упражнений по общей химии, учеб. пособие для вузов, 5-е изд.-М.:Юрайт, 2013. с. 206-213.

4. Ершов Ю.А. Коллоидная химия. Физическая химия дисперсных систем. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2014. с. 169-198.

б) дополнительная

1. Тюрина Е.Ф., Иванова Н.С. и др. Общая химия. Вопросы и ответы. Владивосток, Медицина ДВ, 2008. 170 с.

в) интернет-ресурсы:

http://www.studmedlib.ru

http://www.books-up.ru

6. Материальное обеспечение:

а) таблицы

б) калькуляторы

в) лабораторные приборы

Оценивание уровня сформированности компетенций обучающихся проводится по балльно-рейтинговой системе.