- •Физическая и коллоидная химия лабораторный Практикум
- •Рецензент:
- •Содержание
- •Введение
- •Лабораторная работа №1 Определение молярной массы неэлектролита криоскопическим методом
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лабораторная работа №2 Измерение электропроводности электролитов
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лабораторная работа №3 Определение вязкости растворов
- •Типа впж-2
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лабораторная работа №4 Определение константы скорости гидролиза сахарозы
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лабораторная работа № 5 Изучение микрогетерогенных систем
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лабораторная работа № 6 Седиментационный анализ суспензий и порошков
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лабораторная работа № 7 Измерение поверхностного натяжения водных растворов пав
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лабораторная работа №8 Изучение процесса адсорбции на твердом сорбенте
- •Лабораторная работа № 9 Получение коллоидных растворов
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лабораторная работа №10 Изучение электролитной коагуляции
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лабораторная работа №11 Электрофорез. Измерение величины дзета-потенциала
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лабораторная работа №12 Образование и разрушение растворов высокомолекулярных веществ
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лабораторная работа № 13 Измерение стационарных потенциалов металлов. Измерение токов коррозии
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лабораторная работа № 14 Потенциометрическое титрование и определение рН
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лабораторная работа №15 Фотоколориметрическое определение концентраций растворов
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лабораторная работа № 16 Кондуктометрическое титрование
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лабораторная работа № 17 Фотонефелометрия
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лабораторная работа №18 Определение размеров частиц золя турбидиметрическим методом
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лабораторная работа № 19 Определения нитратов в растительной продукции и кислотности пищевых объектов потенциометрическим методом
- •7. Определение нитратов в растительной продукции
- •Вопросы для самоконтроля
- •Лабораторная работа № 20 Фотоколометрическое определение содержания лактозы в молоке и растворимых белков в мясе
- •Рекомендуемая литература для подготовки
- •Рекомендации по оформлению отчетов о лабораторных работах Оценка точности измерения физико-химических величин
- •1. Обработка результатов прямых измерений
- •2. Обработка результатов косвенных измерений
- •3. Вычисления без точного учета погрешностей
- •Правила составления таблиц и построения графиков
- •Словарь
- •Приложения
- •Основные свойства логарифмов
- •Отыскание логарифма по числу
- •Физическая и коллоидная химия лабораторный Практикум Чураков Владимир Григорьевич
- •426069, Г. Ижевск, ул. Студенческая, 11.
Вопросы для самоконтроля
Что такое коагуляция? Что вызывает коагуляцию?
Как влияет природа электролита на коагуляцию? Что такое порог коагуляции?
В чём отличие в коагуляции лиофобных золей и лиофильных золей?
Как влияет заряд иона коагулятора на порог коагуляции?
Какой коллоидный раствор может вызвать коагуляцию исследуемого раствора: имеющий одинаковый с ним заряд частиц или имеющий противоположный заряд частиц?
Наиболее эффективным коагулирующим электролитом для золя, полученного в результате реакции 2 H3AsO3 + 3 H2S(изб.) = As2S3 + 6 H2O, является…
Выберите ответ : AlCl3, K3РO4, CaCl2, KCl.
Для коагуляции 70 мл золя иодида требуется 0,45 мл раствора нитрата бария концентрации 0,05 моль/л. Найдите порог коагуляции.
Каково значение процессов коагуляции? Приведите примеры.
Лабораторная работа №11 Электрофорез. Измерение величины дзета-потенциала
Цель работы - по измеренной скорости электрофореза рассчитать величину – потенциала.
Теоретический материал
Электрофорез - перемещение частиц дисперсной фазы относительно неподвижной дисперсной среды к одному из электродов под действием электрического поля.
Золь туши, с которым выполняется данная работа, имеет мицеллярное строение, т. е. твёрдые частицы дисперсной фазы окружены двойным ионным слоем (рисунок 11.1).
На частице
адсорбируются ионы, образующие с ионами
твёрдой фазы труднорастворимые соединения
или изоморфные кристаллы, в итоге
–частицы дисперсной
фазы приобретают одноимённые заряды.
Для нейтрализации этого заряда из
раствора подходят ионы противоположного
знака – противоионы, часть их находится
в непосредственной близости от поверхности
– а
Рисунок
11.1
Схема строения двойного
ионного слоя
Н
Рисунок
11.2
Распределение потенциала в двойном
ионном слое
Потенциал на поверхности частицы называется термодинамическим потенциалом. Практически он представляет собой сумму зарядов всех адсорбированных на частице ионов (в нашем случае катионов). На расстоянии, равном толщине двойного ионного слоя ( радиус ионной атмосферы), электрическое поле поверхности практически компенсировано противоионами и потенциал стремится к нулю.
Потенциал на поверхности скольжения, т. е. на границе между плоским и диффузным слоями, называется электрокинетическим потенциалом (или - потенциалом, дзета-потенциал). Иначе, -потенциал – это часть общего потенциала, приходящаяся на диффузный слой (по абсолютной величине- потенциал равен сумме зарядов всех ионов диффузного слоя).
Электрическое поле вызывает деформацию мицеллы (рисунок 11.3). Пока электрическое поле не действует, центры положительных и отрицательных зарядов двойного ионного слоя в мицелле практически совпадают (рисунок 11.3а). При достаточной напряжённости электрического поля диффузные ионы отрываются и двигаются (в нашем случае) к аноду. Частица при этом приобретает положительный заряд и двигается к катоду. Естественно, что скорость перемещения частицы будет прямопропорциональна её заряду, который, в свою очередь, определяется количеством оторвавшихся от мицеллы противоионов, т. е. – потенциалом.
Измерив линейную скорость движения частиц и зная параметры электрического поля, можно вычислить электрокинетический потенциал по формуле:
(вольт) , (1)
где –вязкость (для водных золей=0,01);– линейная скорость движения (см/сек);– диэлектрическая проницаемость (для воды ε = 81) ;E– напряжённость электрического поля.
Рисунок 11.3 Деформация мицеллы в электрическом поле:
а) мицелла до действия электрического поля; б) мицелла в электрическом поле
Практическая часть
Для измерения скорости электрофореза служит прибор (рисунок11.4).
Подготовка установки к работе
Установка включает в себя электролизер, состоящий из корпуса 2, внутренней трубки 3 и электродов 1 и 6, и систему подачи туши, включающей капиллярную трубку 7, резервуар для туши 8 с запасом туши 9, ресивер 15 и напорную емкость 11 с запасом воды 12, снабженную краником 13 и системой соединительных трубок 14.
Внутренний диаметр трубки корпуса 2 и размеры трубки 3 подобраны таким образом, чтобы площадь поперечного сечения просвета трубки 3 была равна площади поперечного сечения кольцевого пространства между внешним диаметром трубки 3 и внутренним диаметром корпуса 2. Это обеспечивает одинаковую скорость перемешивания туши при электрофорезе в трубке 3 и в кольце между трубкой и корпусом.
Рисунок
11.4 Прибор
для измерения скорости электрофореза
Перед работой электролизер должен быть чистым и сухим. В исходном состоянии резервуар 8 заполнен тушью, а емкость 11 – водой. Кран 13 – закрыт. Емкость корпуса 2 заполнена электролитом до касания с электродами 1 и 6. Капилляр опустите до касания им дна корпуса 2. Откройте кран 13. Запас воды 12 при этом поступает в ресивер 15 и повышает давление воздуха в нем. Давление передается через трубку 14 в резервуар 8. Тушь под давлением начинает поступать с небольшой скоростью в донную часть корпуса 2. Дайте уровню туши подняться выше нижнего среза трубки 3 на 10-20 мм, затем кран 13 закройте. Отметьте положение уровня туши 5 по линейке 10. Подключите электроды 1 и 6 к источнику постоянного тока напряжением 100 В. Наблюдайте за изменением уровня туши в трубке 3 и корпусе 2.
С
. (2)
Напряжённость электрического поля – E:
, (3)
где U – разность потенциалов (100 вольт); L– расстояние между электродами – длина жидкого проводника.
Линейная скорость движения границы раздела золь – дисперсная среда – u.
, (4)
где S – путь, пройденный дисперсной фазой из формулы (2) в см; –время опыта в секундах.
Затем по формуле 1 рассчитайте –потенциал.