2. Одержання золей методом диспергування

Дослід 5 Отримання золю станатної кислоти пептизацією

У водних розчинах хлорид стануму (ІV) гідролізується:

SnCl₄ + 4Н₂О = 4НСl + Sn(OH)₄

Sn(OH)₄ ---> H₂SnO₃ + Н₂О

Станатна кислота осаджується під дією лугів на розчини солей стануму (ІV):

SnCl₄ + 4NH₄OH = H₂SnO₃ + 4NH₄Cl + H₂O

Осад H₂SnO₃ під впливом кислоти або лугу (пептизаторів) здатен переходити в колоїдний розчин. Характерною особливістю пептизації є те, що кількість пептизатора у багато разів менше (нерідко у 1000 раз) кількості речовини, що пептизується.

Станатна кислота розчиняється в кислотах і лугах:

H₂SnO₃ + 4HCl = SnCl₄ + 3H₂O

H₂SnO₃ + 2NaOH + H₂O = Na₂[Sn(OH)₆]

При додаванні NaOH до H₂SnO₃ утворюється натрій станнат

H₂SnO₃ + 2NaOH = Na₂SnO₃ + 2Н₂О

В розчині Na₂SnO₃ дисоціює, утворюючи від’ємно заряджений іон SnO₃^2-, який, адсорбуючись, надає агрегату Na₂SnO₃ від’ємний заряд – виникають міцели, осад переходить у золь.

Пептизація станатної кислоти може відбуватися під дією кислот. В цьому випадку утворюється додатно заряджений золь:

H₂SnO₃ + 2HCl = SnОCl₂ + 2H₂O

nSnOCl <==> nSnO²⁺ + 2nCl ^–

До 100мл киплячої води додають по краплям розчин хлориду стануму (ІV) – утворюється осад станатної кислоти Н₂SnО₃.

Осад промивається гарячою водою, декантується до зникнення хлорид – іонів (не утворюється осад при додаванні AgNO₃ до промивної води).

До промитого осаду додається декілька крапель NаOH, розчин сильно розбавляється водою та збовтується.

До промитого осаду додається декілька крапель НС1, розчин сильно розбавляється водою та збовтується.

Відмітити спостереження.

Написати формулу міцелли золя, що має від’ємно та додатно заряджений заряд часточки.

МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ ЩОДО ВИКОНАННЯ Й ОФОРМЛЕННЯ:

При виконанні дослідів строго дотримуватися кількості реагентів та методики виконання роботи, які вказані в інструкції, а також заходів техніки безпеки.

По закінченню роботи зробити загальний висновок по роботі.

ПІСЛЯ ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ СТУДЕНТ ПОВИНЕН:

ЗНАТИ:

4. Способи одержання колоїдних розчинів

5. Умови одержання колоїдних розчинів

6. Методику проведення досліду

УМІТИ:

6. Провести необхідні досліди

7. Написати будову міцелли

8. Працювати самостійно згідно інструкції

9. Невідступно дотримуватись заходів техніки безпеки

10. Вміти зробити необхідний висновок по роботі

ЗАХИСТ РОБОТИ:

5. Які існують методи одержання колоїдних розчинів?

6. Навести приклади будови міцелли йодиду аргентуму з додатним зарядом часточки

7. Пояснити процес пептизації

8. Пояснити з якою метою використовують стабілізатори

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ:

Пояснити різницю між колоїдними, молекулярними розчинами та розчинами полімерів

ЛІТЕРАТУРА

1 Ахметов Б.В., Новиченко Ю.П., Чапурин В.И. Физическая и коллоидная химия.- Л.: Химия, 1986. с 203 – 206, 210, 213 – 215

2 Балезин С.А. Практикум по физической и коллоидной химии.- М.: Просвещение, 1980.

с 268 – 304

3 Гамеева О.С. Физическая и коллоидная химия.- М.: Высш. шк., 1974. с 286 – 293, 313 – 331.

4 Краткий справочник физико-химических величин. Под редакцией К.П.Мищенко, А.А.Равделя. Л.:Химия,1974.

ІНСТРУКЦІЙНА КАРТКА ДЛЯ ПРОВЕДЕННЯ ЛАБОРАТОРНОГО ЗАНЯТТЯ

З НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ «ФІЗИЧНА ХІМІЯ»

ТЕМА: ВИВЧЕННЯ ВЛАСТИВОСТЕЙ ВИСОКОМОЛЕКУЛЯРНИХ СПОЛУК

РОБОЧЕ МІСЦЕ: ХІМІЧНІ ЛАБОРАТОРІЇ ХТК ТРИВАЛІСТЬ ЗАНЯТТЯ: 2 ГОДИНИ

МЕТА ПРОВЕДЕННЯ ЗАНЯТТЯ:

ЗАКРІПЛЕННЯ ТЕОРЕТИЧНИХ ЗНАНЬ З ТЕМИ,

ПІДТВЕРДЖЕННЯ ТЕОРЕТИЧНИХ ЗНАНЬ ПРИ ВИКОНАННІ ЛАБОРАТОРНИХ ДОСЛІДІВ;

ОЗНАЙОМЛЕННЯ НА ДОСЛІДІ З ВЛАСТИВОСТЯМИ ВИСОКОМОЛЕКУЛЯРНИХ СПОЛУК.

МАТЕРІАЛЬНО-ТЕХНІЧНЕ ОСНАЩЕННЯ РОБОЧОГО МІСЦЯ:

Колби, пипетки, бюретка, пробірки, мірний циліндр, паличка скляна, штатив, склянка, ступка, технічні ваги; розчин мила, крохмаль, насичений розчин (NH₄)₂SO₄; бура Nа₂В₄О₇ ; K₂SO₄ 0,00M; K₃[Fe(CN)₆] 0,0001M; желатин; 1М розчини K₂SO₄, СН₃СООН, КС1, КІ; бензен.

ПРАВИЛА ОХОРОНИ ПРАЦІ:

Дотримуватися обережності при поводженні з хімічними реактивами, скляним посудом.

З камфорою та бензолом працювати під тягою.

Високомолекулярні сполуки (ВМС)– речовини, що мають молекулярну масу від декількох тисяч до декількох мілліонів атомних одиниць мас. Особливостю ВМС (порівняно з золями) є тісна взаємодія їх частинок з розчинником, що виражається терміном ліофільність (для розчинника вода – гідрофільність).

Емульсіями називаються дисперсні системи з двох рідин, що не змішуються. Радіус зважених крапель рідин в емульсіях знаходиться в межах 10 ^-3 – 10 ^-5 см. Для утворення емульсій беруть рідини, що сильно відрізняються за типом внутришньомолекулярного зв'язку. Одна з них повинна бути полярною рідиною (частіше вода), а друга – неполярною або малополярною.

Ліофільні золі (колоїдні часточки сильно взаємодіють з середовищем) отримують шляхом розчинення високомолекулярних сполук у відповідних розчинниках.

Ліофільні золі, що є розчинами ВМС, мають значно більшу стійкість порівняно з ліофобними золями, тому вони можуть бути отримані в порівняно високих концентраціях, і відповідно, мають велику в’язкість та осмотичний тиск. Підвищення концентрації ліофільних розчинів призводить до утворення твердої нерозчиненої речовини – переходу у гель.