21 Визначення порогу коагуляції
КОЛОЇДНИХ РОЗЧИНІВ
(лабораторна робота)
Програмні питання
1. Стійкість дисперсних систем: кінетична і агрегативна.
2. Теорія стійкості дисперсних систем.
3. Коагуляція під дією електролітів і інших факторів. Коагуляція і дзета-потенціал.
4. Кінетика коагуляції.
5. Роль явищ стійкості і коагуляції дисперсних систем у природі.
Література
[20], [22], [23], [24]
Зразок картки контролю знань
1. Напишіть формулу міцели, утвореної взаємодією розчину CaCl2з надлишком розчину Na2SO4і вкажіть складові частини міцели.
2. Який об’єм 0,1н K2SO4(в мл) потрібно добавити до 1л золя Fe(OH)3, щоб викликати його коагуляцію? Поріг коагуляції 0,50 ммоль/л.
3. У дві колби налито по 100 мл золя Al(OH)3. Щоб викликати явну коагуляцію. потрібно добавити: у першу колбу – 10,5 мл 1н KCl, а у другу – 12,3 0,001н Na3PO4. Обчисліть пороги коагуляції і визначіть заряд частинок золя.
ХІД РОБОТИ
Для визначення наближеного значення порогу коагуляції готують послідовним розведенням розчини електролітів (KCl, CaCl2, AlCl3) таких концентрацій 1, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5моль/л.
Розчини готують таким чином. У першу пробірку з бюретки набирають 20 мл вихідного (1 моль/л) розчину відповідного електроліту. Із цього розчину піпеткою відбирають 2 мл розчину, переносять його у другу пробірку, добавляють до нього 18 мл води і перемішують. Потім з другої 2 мл розчину переносять у третю і т.д., поки не приготують розчини шести концентрацій. Таким чином, одержують 18 мл кожного розчину електроліту, а в останній пробірці – 20 мл. Після чого, починаючи із пробірки з найменшою концентрацією електроліту, відбирають по 5 мл піпеткою у чисті пробірки і до них з бюретки добавляють по 5 мл колоїдного розчину і перемішують. Через деякий час (10-15 хв) визначають візуально, у якій пробірці відбулася коагуляція. Результати спостережень записують таблицю. При цьому наявність коагуляції відмічають знаком „+”, а відсутність „ – ”.
Пороги коагуляції електролітів (моль/л)
|
Електроліт |
Грубий поріг коагуляції, моль/л |
Точний поріг коагуляції моль/л | ||||||||
|
|
1 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
0,8 |
0,6 |
0,4 |
0,2 |
|
КСl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CaCl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
AlCl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таким чином визначають дві сусідні концентрації електроліту, при одній з яких коагуляція ще замітна, а при іншій – не замітна, тобто знаходять верхню і нижню границю коагуляції (грубий поріг коагуляції).
Потім визначають точний поріг коагуляції, що лежить між верхньою і нижньою границею грубого порогу коагуляції. Для цього із розчину, що залишився в перших пробірках (13мл), відбирають піпеткою у чотири пробірки 4, 3, 2, 1 мл і добавляють із бюретки відповідно 1, 2, 3 і 4 мл води (щоб у кожній пробірці було по 5мл) і приливають із бюретки по 5мл колоїдного розчину, перемішуючи, і залишають на 10-15 хв. Після цього теж відмічають коагуляцію в цих пробірках і результати записують у таблицю. Обчислюють точний поріг коагуляції як середню концентрацію електроліту, як і в випадку з визначенням грубого порогу коагуляції. При цьому слід врахувати розведення вдвічі розчину електроліту колоїдним розчином.
Одержавши значення точного порогу коагуляції для всіх електролітів, виводять правило значності, для чого знайдені значення порогів коагуляції ділять на найменший поріг коагуляції (AlCl3). Порівнюють експериментальне відношення порогів коагуляції з теоретично вичисленим за правилом Дерягіна-Ландау:
- де 1, 2, 3 – заряд йона-коагулятора.