Вариант 13

1. Золь сульфида свинца получен смешиванием 30 мл раствора нитрата свинца с концентрацией 0,004 моль/л и 20 мл раствора сероводорода с концентрацией 0,01 моль/л. Изобразите схему строения мицеллы золя сульфида свинца. К какому электроду гранулы образованного золя будут двигаться при электрофорезе?

2. Какой минимальный объем раствора иодида калия с концентрацией 0,004 моль/л надо добавить к 30 мл раствора нитрата серебра с концентрацией 0,006 моль/л, чтобы получить золь с отрицательно заряженными гранулами? Какой электролит обладает максимальным коагулирующим действием по отношению к полученному золю: сульфат меди, гексацианоферрат (II) калия, нитрат алюминия?

3. Коагулирующая способность дихромат-иона по отношению к золю гидроксида железа (III) составляет 16,7 л/ммоль. Какой минимальный объем раствора дихромата калия с концентрацией 0,05 моль/л надо добавить для коагуляции 500 мл этого золя?

Вариант 14

1. Золь гидроксида меди получен смешиванием 40 мл раствора нитрата меди с концентрацией 0,005 моль/л и 10 мл раствора гидроксида калия с концентрацией 0,03 моль/л. Изобразите схему строения мицеллы золя гидроксида меди. К какому электроду гранулы образованного золя будут двигаться при электрофорезе?

2. Какой минимальный объем раствора ацетата свинца с концентрацией 0,005 моль/л надо добавить к 30 мл раствора сульфата калия с концентрацией 0,004 моль/л, чтобы получить золь с положительно заряженными гранулами? Какой электролит обладает максимальным коагулирующим действием по отношению к полученному золю: сульфат натрия, хлорид алюминия, фосфат калия?

3. Коагуляция гидрозоля гидроксида железа (III) объемом 200 мл произошла при добавлении к нему 3,25 мл 5% раствора фосфата натрия (плотность 1,05 г/мл). Вычислить порог коагуляции и коагулирующую способность фосфат-ионов.

Вариант 15

1. Золь гидроксида железа (III) получен смешиванием 15 мл раствора гидроксида калия с концентрацией 0,004 моль/л и 35 мл раствора хлорида железа (III) с концентрацией 0,003 моль/л. Изобразите схему строения мицеллы полученного золя. К какому электроду гранулы образованного золя будут двигаться при электрофорезе?

2. Какой максимальный объем раствора нитрата серебра с концентрацией 0,005 моль/л можно добавить к 20 мл раствора бромида натрия с концентрацией 0,006 моль/л, чтобы получить золь с отрицательно заряженными гранулами? Какой электролит обладает максимальным коагулирующим действием по отношению к полученному золю: сульфат никеля, хлорид алюминия, фосфат натрия?

3. Коагулирующая способность сульфат-иона по отношению к золю гидроксида железа (III) составляет 4,7 л/ммоль. Какой объем этого золя можно скоагулировать добавлением 10 мл 5% раствора сульфата натрия (плотность 1,05 г/мл)?

Лиофильные (гидрофильные) коллоидные растворы Строение мицелл в лиофильных коллоидах

К лиофильным коллоидным растворам относятся растворы поверхностно-активных веществ (ПАВ) и высокомолекулярных соединений (ВМС) в тех растворителях, где они хорошо растворимы. Наибольшее значение имеют водные коллоидные растворы водорастворимых ПАВ и ВМС (в том числе белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов, смешанных биополимеров).

При малых концентрациях дифильных молекул ПАВ в воде они образуют истинный раствор, причем молекулы ПАВ сосредоточены в основном в поверхностном слое, образуя мономолекулярный слой. Это приводит к резкому снижению поверхностного натяжения раствора при увеличении его концентрации вплоть до определенного значения, называемого критической концентрацией мицеллообразования (ККМ). При еще более высокой концентрации молекулы ПАВ и ВМС взаимодействуют между собой, объединяясь в стойкие ассоциаты - мицеллы. При этом образуется лиофильный коллоидный раствор.

Для неионогенных ПАВ величина ККМ составляет 10^-5 - 10^-4 моль/л, для ионогенных - 10^-3 - 10^-2 моль/л.



ККМ С(ПАВ)

истинные лиофильные коллоидные

растворы растворы

Рис.25. Критическая концентрация мицеллообразования ПАВ.

При образовании коллоидных частиц молекулы ПАВ ориентируются так, чтобы поверхность мицеллы по полярности была близка дисперсионной среде. В полярной дисперсионной среде (вода) поверхность мицеллы образована полярными группами, а ядро - гидрофобными фрагментами молекул ПАВ. В неполярной дисперсионной среде (масло) ядро мицеллы формируется из полярных групп, а ее поверхность - из гидрофобных фрагментов молекулы ПАВ.

При концентрациях ПАВ ниже ККМ на границе раздела между водным раствором и неполярной средой образуется монослой из молекул ПАВ. При концентрациях, превышающих ККМ, в растворе возникают сферические мицеллы. При дальнейшем увеличении концентрации сферические мицеллы превращаются в эллипсоидные, а затем - в цилиндрические, которые могут далее образовывать упорядоченные гексагональные структуры. Кроме объемных структур, при высоких концентрациях ПАВ образуются плоские - пластинчатые или дискообразные мицеллы, также способные далее объединяться в упорядоченные объемные структуры.

Среди ПАВ, содержащихся в живом организме, следует отметить фосфолипиды, склонные к образованию пластинчатых мицелл. При встряхивании или перемешивании таких коллоидных растворов возникают замкнутые бислойные микрокапсулы (полости), внутри которых содержится вода - липосомы. Поскольку липосомы близки по свойствам клеткам живых тканей, с их помощью удобно водить лекарственные средства в организм больного; этот метод получил название микрокапсулирования.

При дальнейшем увеличении концентрации ПАВ увеличение размера мицелл и их агрегирование приводит к образованию связнодисперсной системы - возникает сплошная гелеобразная структура из мицелл.

Таким образом, изменяя концентрацию или температуру, можно вызвать обратимые переходы в цепочке:

Истинный раствор ⇄ Коллоидный раствор ⇄ Гель

(молекулярный) (мицеллярный) (связнодисперсная

система)

Образование мицелл в водных растворах ВМС подчиняется тем же закономерностям, что и в растворах ПАВ.