- •Дмитрів а. М., Стецьків а. О., Леочко н. С. Колоїдна хімія Навчальний посібник
- •Івано-Франківськ – 2011
- •Передмова
- •Розділ 1 поверхневі явища
- •Теоретичні відомості
- •Сорбційні процеси і їх класифікація
- •Приклади розв’язування задач
- •Заняття №1
- •Завдання для самостійної позааудиторної роботи і. Засвоїти основний матеріал навчальної програми
- •Іі. Дати письмові відповіді на контрольні запитання
- •Ііі. Розв’язати задачі
- •Самостійна робота на занятті
- •Лабораторна робота Адсорбція спиртів на межі вода повітря Інформаційна частина
- •Поверхневий натяг води при різних температурах
- •Експериментальна частина
- •Методичні вказівки
- •Питання для самоконтролю
- •Заняття №2
- •Завдання для самостійної позааудиторної роботи і. Засвоїти основний матеріал навчальної програми
- •Іі. Дати письмові відповіді на контрольні запитання
- •Ііі. Розв’язати задачі
- •Самостійна робота на занятті
- •Лабораторна робота Адсорбція ацетатної кислоти на вугіллі Інформаційна частина
- •Експериментальна частина
- •Методичні вказівки
- •Питання для самоконтролю
- •Розділ 2 фізико-хімія дисперсних систем
- •Методи одержання колоїдно-дисперсних систем
- •Диспергаційні методи одержання дисперсних систем
- •Конденсаційні методи одержання колоїдних систем
- •Приклади розв’язування задач
- •Заняття №3
- •Завдання для самостійної позааудиторної роботи і. Засвоїти основний матеріал навчальної програми
- •Іі. Дати письмові відповіді на контрольні запитання
- •Ііі. Розв’язати задачі
- •Самостійна робота на занятті
- •Перелік питань, які виносяться на змістовий модуль 3
- •Лабораторна робота Одержання колоїдних розчинів Експериментальна частина.
- •Методичні вказівки
- •Питання для самоконтролю
- •Заняття №4
- •Теоретична частина
- •Завдання для самостійної позааудиторної роботи і. Засвоїти основний матеріал навчальної програми
- •Іі. Дати письмові відповіді на контрольні запитання
- •Ііі. Розв’язати задачі
- •Самостійна робота на занятті
- •Лабораторна робота Визначення розмірів частинок дисперсної фази методом турбідиметрії
- •Експериментальна частина
- •Методичні вказівки
- •Питання для самоконтролю
- •Заняття №5 Тема: Електричні властивості колоїдних розчинів. Будова колоїдної міцели. Електрокінетичні явища.
- •Теоретичні відомості
- •Завдання для самостійної позааудоторної роботи і. Засвоїти основний матеріал навчальної програми
- •Іі. Дати письмові відповіді на контрольні запитання
- •Ііі. Розв’язати задачі
- •Самостійна робота на занятті
- •Визначення електрокінетичного потенціалу ліофобного золю
- •Експериментальна частина
- •Методичні вказівки
- •Питання для самоконтролю
- •Заняття №6
- •Теоретична частина
- •Завдання для самостійної позааудиторної роботи і. Засвоїти основний матеріал навчальної програми
- •Іі. Дати письмові відповіді на контрольні запитання
- •Ііі. Розв’язати задачі
- •Самостійна робота на занятті
- •Питання для самоконтролю
- •Заняття №7
- •Теоретична частина
- •Колоїдні поверхнево-активні речовини
- •Завдання для самостійноїпозааудиторної роботи і. Засвоїти основний матеріал навчальної програми
- •Іі. Дати письмові відповіді на контрольні запитання
- •Самостійна робота на занятті
- •Лабораторна робота Седиментаційний аналіз суспензії
- •Експериментальна частина Реактиви та обладнання: порошок Al2o3; дистильована вода; циліндр на 100 см3; торсійні терези; скляна паличка. Методичні вказівки
- •Питання для самоконтролю
- •Розділ 3 високомолекулярні сполуки
- •Приклади розв’язування задач
- •Заняття №8
- •Завдання для самостійноїпозааудиторної роботи і. Засвоїти основний матеріал навчальної програми
- •Іі. Дати письмові відповіді на контрольні запитання
- •Ііі. Розв’язати задачі
- •Самостійна робота на занятті
- •Питання для самоконтролю
- •Заняття №9
- •Завдання для самостійноїпозааудиторної роботи і. Засвоїти основний матеріал навчальної програми
- •Іі. Дати письмові відповіді на контрольні запитання
- •Ііі. Розв’язати задачі
- •Самостійна робота на занятті
- •Експериментальна частина
- •Методичні вказівки
- •Обробка результатів
- •Питання для самоконтролю
- •Перелік питань, які виносяться на модуль 2 «колоїдна хімія»
- •Банк тестових завдань з колоїдної хімії
- •1. Поверхневі явища
- •2. Загальна характеристика дисперсних систем, методи Їх одержання та очистки
- •3. Молекулярно-кінетичні властивості дисперсних систем (броунівський рух, дифузія. Осмотичний тиск). Седиментація. Оптичні властивості дисперсних систем
- •4. Електрокінетичні властивості колоїдних систем. Будова міцели
- •5. Стійкість і коагуляція. Колоїдний захист
- •6. ГРубодисперсні системи: аерозолі, суспензії, емульсії, порошки, піни
- •7. Колоїдні пар. Ккм
- •8. Високомолекулярні речовини та їх розчини
- •Засоби контролю знань студентів
- •Значення найважливіших фундаментальних сталих
- •Перелік літератури Основна література
- •Додаткова література
- •76018, М. Івано-Франківськ, вул. Галицька, 2.
Експериментальна частина Реактиви та обладнання: порошок Al2o3; дистильована вода; циліндр на 100 см3; торсійні терези; скляна паличка. Методичні вказівки
Рис. 2.11. Схема установки для седиментаційного аналізу: 1 – аретир; 2 – стрілка терезів; 3 – риска; 4 – важіль урівноваження; 5 – стрілка циферблата; 6 – гачок для шальки; 7 – скляний циліндр; 8 – шалька |
Діаметр циліндра треба підібрати так, щоб відстань між його стінками і шалькою складала не менше 3 мм. При менших зазорах на осіданні частинок даватимуться взнаки пристінкові ефекти. Відстань від шальки до дна циліндра повинна бути ~2–3 см (при більших відстанях можуть бути не враховані найбільші частинки). Висота Н від дна чашки до поверхні суспензії приблизно 15–20 см.
Шалька підвішується на гачечок (6), яким закінчується коромисло терезів. При цьому необхідно простежити, щоб циліндр був установлений співвісно з шалькою.
Для проведення вимірювань аретир терезів (1) переміщують у крайнє праве положення (при цьому стрілка циферблата (5) повинна знаходитися напроти нуля шкали). Стрілка терезів (2) відхиляється вліво від риски (3). Поворотом важеля (4) проти годинникової стрілки суміщають стрілку (2) із рискою (3). Масу шальки відраховують в мг за показами першої стрілки (5).
Із порошку досліджуваної речовини готують 0,5 % суспензію. Для цього наважку порошку (5 г) вносять в циліндр з водою 1 дм3. Перед початком зважування осаду суспензію перемішують поступальним рухом по вертикалі паличкою з надітим на її кінець гумовим диском. Після цього шальку опускають в суспензію і через 15 с , проводять перше зважування. Зважування проводять спочатку через 15 с, потім, оскільки осідання з часом сповільнюється, поступово збільшують інтервали між зважуванням до 30 с, 1 хв, (60 с), 2 хв (120 с) і кінець 5 хв. Для кожного інтервалу часу роблять чотири послідовних зважування. Аналіз вважають закінченим, коли два останні зважування з інтервалом між ними не менше 5 хв співпадають. Результати зважувань записують в таблицю. Кінцеву масу осаду приймають за 100 % і вираховують процентний вміст осаду для кожного виміру.
Таблиця 2.6.
Експериментальні та розрахункові дані для побудови кривої седиментації суспензії у воді
Інтервал часу, Δτ |
Час осідання частинок, τ, с |
Маса шальки з осадом, m1, мг |
Маса осаду, m2 = m1 – m0, мг |
Відносна маса осаду, Q, % |
15 |
|
|
|
|
15 |
|
|
|
|
15 |
|
|
|
|
15 |
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обробку експериментальних даних проводять графічно:
За результатами аналізу будують криву седиментації у координатах τ(с) – Q(%). Оптимальний масштаб: по осі абсцис: 60 с – 1 см, по осі ординат: 10 % – 1 см.
До початкової точки (τ = 15 с) та кінцевої точки будують дотичні до перетину з віссю ординат. Перша дотична повинна пройти через початок осі ординат, друга – через точку, що відповідає значенню Q = 100%.
З точок дотику опускають перпендикуляри на вісь абсцис.
Одержаний відрізок осі абсцис ділять на ряд рівних відрізків, наприклад через 5 хв, і до цих точок будують перпендикуляри до перетину з кривою седиментації.
До точок перетину будують дотичні до перетину з віссю ординат. Одержують ряд фракцій осаду, які характеризуються початком (τпоч) та кінцем (τкін) осідання виражених в секундах, а також відносною масою (ΔQ) фракцій (в %). Дані записують у таблицю 2.7.
Значення τпоч та τкін кожної фракції підставляють у рівняння (2.17) і вичислюють rmax і r min (rmax відповідає τпоч, а rmin – τкін). Одержані дані заносять у таблицю 2.7.
Таблиця 2.7
№ фрак- цій |
τ фракції, с |
Відносна маса фракції, ΔQ, % |
rmax фракції, мкм |
rmin фракції, мкм |
Δr, мкм |
rсер, мкм |
ΔQ/Δr | |
τпоч |
τкін | |||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Для кожної фракції вичислюють Δr = rmax – rmin та rсер = (rmax + rmin)/2.
Будують диференційну криву, для чого на осі абсцис відкладають середні значення радіусів частинок (rсер), а на осі ординат – значення ΔQ/Δr для кожної фракції.
Графічним методом знаходять найбільш ймовірний радіус частинок фракції(Δr0), а також ступінь полідисперсності порошку (rmax – rmin).
Звіт про роботу:
Побудувати на міліметровому папері криву седиментації та диференційну криву розподілу.
Визначити ймовірний розмір частинок (Δr0) та ступінь полідисперсності (rmax – rmin) суспензії.