Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Uch_posobie (1).doc
Скачиваний:
1284
Добавлен:
26.03.2016
Размер:
2.5 Mб
Скачать

Выполнение работы

Опыт 1. Получение золя гидроксида железа (III) методом конденсации

Пробирку заполнить водой (примерно до половины ее объема) и поставить в горячую водяную баню. Через 5-7 минут внести в пробирку 2-3 капли концентрированного раствора FeCl3. Наблюдать образование краснооранжевого золяFe(OH)3. Раствор сохранить для опыта 3.

Требование к результатам опыта:

Указать состав ядра коллоидной частицы полученного золя, состав коллоидной частицы, состав мицеллы.

Опыт 2. Получение золя гидроксида железа (III) методом диспергирования осадка Fe(OH)3

В стакан объемом 50 мл налить 25 мл воды и добавить 10 капель 20 %-ного раствора хлорида железа FeCl3. Перемешать содержимое стакана и после этого добавить по каплям раствор гидроксида аммонияNH4OHдо полного осаждения гидроксидаFe(OH)3.

После того как осадок уплотнится на дне стакана, осторожно слить с него избыток раствора. Осадок промыть 2-3 раза, добавляя к нему небольшие порции воды и сливая эту воду после того, как между ними и осадком четко обозначится граница раздела.

К осадку гидроксида железа (III) прилить 25 млH2Oи 3 капли 20 %-ного раствораFeCl3. Смесь хорошо перемешать. Для ускорения процесса пептизации нагреть раствор на водяной бане. Прекратить нагревание, когда раствор приобретет устойчивую краснооранжевую окраску.

Требование к результатам опыта:

Составить схему строения мицеллы золя гидроксида железа (III) в раствореFeCl3.

Опыт 3. Коагуляция золя гидроксида железа электролитами

Разлить в три пробирки золь гидроксида железа, полученный в опыте 1. По каплям прибавить в первую пробирку NaCl, во вторую –Na2SO4 , в третью –Na2HPO4. Считать число капель до изменения вида раствора (появления мути и осадка).

Требования к результатам опыта:

1. Написать формулу мицеллы золя гидроксида железа.

2. Объяснить влияние заряда коагулирующего иона на время, проходящее до начала коагуляции.

Примеры решения задач

Пример 10.1. Золь иодида серебра получен при добавлении к раствору AgNO3 избытка KI. Определить заряд частиц полученного золя и написать формулу его мицеллы.

Решение. При смешивании растворов AgNO3 и KI протекает реакция

AgNO3 + KI (изб.) = AgI + KNO3.

Ядро коллоидной частицы золя иодида серебра состоит из агрегата молекул (mAgI) и зарядообразующих ионов I, которые находятся в растворе в избытке и обеспечивают коллоидным частицам отрицательный заряд. Противоионами являются гидратированные ионы калия. Формула мицеллы иодида серебра имеет вид: {[(mAgI)nI(n-x)К+ yH2O]x- + xК+∙zH2O}0.

Пример 10.2. Золь кремневой кислоты был получен при взаимодействии растворов K2SiO3 и HCl. Написать формулу мицеллы золя и определить, какой из электролитов был взят в избытке, если противоионы в электрическом поле движутся к катоду.

Решение. Образование золя кремневой кислоты происходит по реакции

K2SiO3 + 2HCl = H2SiO3 + 2KCl

Чтобы двигаться к катоду (отрицательному электроду) противоионы должны иметь положительный заряд, а коллоидные частицы золя должны быть заряжены отрицательно. На электронейтральном агрегате частиц (mH2SiO3) адсорбируются ионы элемента, входящего в состав ядра. Таковыми являются ионы HSiO3, которые образуются в результате гидролиза соли K2SiO3:

K2SiO3 + H2O ↔ KHSiO3 + KOH или в ионной форме

SiO32− + H2O ↔ HSiO3 + OH

Ионы HSiO3, адсорбируясь на поверхности частиц золя кремниевой кислоты, сообщают им отрицательный заряд. Противоионами являются гидратированные ионы водорода H+. Формула мицеллы золя кремневой кислоты:

{[(mH2SiO3)nHSiO3 (n-x)H+∙yH2O]x- + xH+∙zH2O}

Так как коллоидные частицы золя кремневой кислоты заряжены отрицательно за счет ионов HSiO3, то, следовательно, в избытке был взят K2SiO3.

Пример 10.3. Какого из веществ, K2SO4 или KCl, потребуется меньше, чтобы вызвать коагуляцию коллоидного раствора гидроксида железа (II), полученного по реакции FeCl2 + 2NaOH = Fe(OH)2 + 2NaCl?

Решение. Из формулы коллоидной частицы золя гидроксида железа(II)

[(mFe(OH)2nFe2+ 2(n-x)Cl∙yH2O]2x+ видно, что частицы золя имеют положительный заряд. Коагуляцию золя вызывает тот из ионов прибавленного электролита, заряд которого противоположен заряду коллоидной частицы. В данной задаче – это ионы SO42− и Cl‾. Коагулирующая способность иона определяется его зарядом – чем больше заряд иона, тем больше его коагулирующая способность. Заряд иона SO42− больше заряда иона Cl‾, поэтому, чтобы вызвать коагуляцию коллоидного раствора гидроксида железа (II), раствора K2SO4 потребуется меньше, чем раствора KCl.

Пример 10.4. Составить схему строения мицеллы золя гидроксида меди (II) в растворе хлорида меди.

Решение. В состав мицеллы гидроксида меди входят: агрегат молекул (mCu(OH)2), адсорбированный слой, состоящий из зарядообразующих ионов меди Cu2+ и гидратированных противоионов хлора, и диффузный слой гидратированных противоионов хлора. Схема строения мицеллы гидроксида меди:

{[(mCu(OH)2nCu2+ 2(n-x)Cl‾∙yH2O]2x+ + 2xCl‾∙zH2O}

Задачи

10.1. Составить схему строения мицеллы золя сульфида мышьяка As2S3 в растворе сульфида натрия.

10.2. Какой из солей: Ca(NO3)2, NaNO3 или Al(NO3)3 потребуется меньше для коагуляции золя хлорида серебра?

10.3. Составить схему строения мицеллы золя сульфата бария в растворе сульфата натрия.

10.4. Образование золя сульфата бария происходит по реакции

3BaCl2 + Al2(SO4)3 = 3BaSO4 + 2AlCl3

Написать формулу мицеллы золя BaSO4 и определить, какой из электролитов был в избытке, если противоионы в электрическом поле движутся к аноду.

10.5. Составить схему строения мицеллы золя кремниевой кислоты в растворе силиката натрия.

10.6. При пропускании избытка сероводорода в раствор AsCl3 получили золь сульфида мышьяка As2S3. Определить знак заряда частиц золя и написать формулу мицеллы золя сульфида мышьяка.

10.7. Золь иодида свинца был получен по реакции

Pb(NO3)2 + 2KI = PbI2 + 2KNO3

Составить формулу мицеллы золя иодида свинца и определить, какой из электролитов был взят в избытке, если при электрофорезе противоионы двигались к аноду.

10.8. Составить схему строения мицеллы золя кремниевой кислоты в растворе соляной кислоты.

10.9. Какого электролита, FeCl3 или AgNO3, нужно взять в избытке, чтобы частицы золя хлорида серебра в электрическом поле двигались к аноду? Написать формулу мицеллы золя.

10.10. Составить схему строения мицеллы гидроксида железа (III) в растворе соляной кислоты.

10.11. Составить схему строения мицеллы оловянной кислоты H2SnO3 в растворе станната калия K2SnO3.

10.12. Какой из солей, NaCl, Na2SO4 или Na3PO4, потребуется больше для коагуляции золя гидроксида железа (III), частицы золя которого заряжены положительно?

10.13. Золь бромида серебра был получен по реакции

AgNO3 + NaBr = AgBr + NaNO3

Составить формулу мицеллы золя и определить, какой из электролитов был взят в избытке, если при электрофорезе частицы золя двигались к катоду.

10.14. Составить схему строения мицеллы гидроксида железа (III) в растворе хлорида железа (III).

10.15. Какого из веществ, CrCl3, Ba(NO3)2 или K2SO4, потребуется меньше для коагуляции золя кремниевой кислоты, частицы которого заряжены отрицательно?

10.16. Составить схему строения мицеллы сульфида сурьмы (III) в растворе сульфата калия.

10.17. Золь сульфида кадмия был получен по реакции

Cd(NO3)2 + Na2S = CdS + Na2S

Составить формулу мицеллы золя сульфида кадмия и определить, какой из электролитов был взят в избытке, если при электрофорезе противоионы двигались к аноду.

10.18. Золь хлорида свинца был получен по реакции

Pb(NO3)2 + 2NaCl = PbCl2+ 2NaNO3

Составить формулу мицеллы золя и определить, какой из электролитов был взят в избытке, если при электрофорезе частицы золя двигались к катоду.

10.19. При пропускании избытка сероводорода в раствор SbCl3 получили золь сульфида сурьмы Sb2S3. Определить знак заряда частиц золя и написать формулу мицеллы золя сульфида сурьмы.

10.20. Представить строение мицеллы оксида олова (IV) в растворе K2SnO3.