Коллоидные системы

Дисперсной системы, у которой и дисперсная фаза и дисперсионная среда являются газами, не существует, так как газы неограничено растворимы друг в друге.

Методы получения коллоидных систем

Коллоидные системы занимают промежуточное положение между грубодисперсными и молекулярными системами, поэтому получать их можно либо дроблением более крупных частиц (диспергированием), либо объѐдинением молекул или ионов в агрегаты коллоидных размеров (конденсацией) с применением физических и химических методов.

1. Методы диспергирования.

1.1) Физическое диспергирование:

а) механическое измельчение с использованием шаровых и коллоидных мельниц; б) электрическое распыление веществ используют для получения золей металлов;

в) диспергирование ультразвуком используют для получения золей из двух несмешивающихся жидкостей.

Чтобы не дать образовавшимся частицам слипаться, все выше описанные способы диспергирования проводят в присутствии дисперсионной среды и стабилизатора.

1.2) Химическое диспергирование (пептизация): перевод в коллоидное состояние свежеприготовленного осадка с помощью пептизатора.

2. Методы конденсации.

Методы конденсации связаны с выделением новой фазы из гомогенной системы. 2.1) Физическая конденсация:

а) метод замены растворителя; б) метод конденсации из паров.

2.2) Химическая конденсация: любая химическая реакция, в результате которой образуется плохо растворимое соединение (реакция гидролиза, восстановления, окисления, нейтрализации и т.д.).

Оптические свойства дисперсных систем.

При падении света на дисперсную систему могут наблюдаться следующие явления:

прохождение света частицами дисперсной фазы (наблюдается для прозрачных систем, в которых частицы много меньше длины волны падающего света (r<<λ));

преломление света частицами дисперсной фазы (если эти частицы прозрачны);

отражение света частицами дисперсной фазы (если частицы непрозрачны); Преломление и отражение света наблюдается для систем, в которых частицы много больше длины волны падающего света (r>>λ). Визуально это явление выражается в мутности этих систем.

рассеяние света; наблюдается для систем, в которых частицы дисперсной фазы меньше, но соизмеримы с длиной волны падающего света (r ≈ 0,1 λ);

адсорбция (поглощение) света дисперсной фазой с превращением световой энергии в тепловую.

Вколлоидных растворах наблюдается рассеяние света, т.к. частицы дисперсной фазы меньше, но соизмеримы с длиной волны падающего света (r ≈ 0,1 λ). В проходящем свете коллоидные системы прозрачны, а при боковом освещении рассеивают падающий на них свет, поэтому пучок света в коллоидной системе виден как яркий светящийся конус (конус Тиндаля – по имени ученого, впервые подробно исследовавшего это явление). Теорию светорассеяния создал английский физик Рэлей. Он вывел уравнение, связывающее интенсивность рассеянного света I с

интенсивностью падающего света I0, длиной волны падающего света λ и размерами частиц дисперсной фазы r:

где V – объѐм одной частицы, ν – частичная концентрация (число частиц в единице объѐма), λ – длина волны, n1, n0 – показатели преломления частиц и среды, соответственно.

Правила построения мицеллы

1)Агрегатом является получающийся в ходе реакции осадок.

2)Потенциалобразующими ионами являются ионы, удовлетворяющие двум условиям:

а) данные ионы должны быть в строении вещества, которое находится в реакции в избытке или является стабилизатором;

б) данные ионы должны быть подобны ионам, находящимся в агрегате (правило ПанетаФаянса: на кристаллической поверхности агрегата адсорбируются те ионы, которые могут достроить еѐ кристаллическую структуру).

3)Противоионами и ионами, образующими диффузионный слой, являются оставшиеся ионы вещества, которое находится в реакции в избытке или является стабилизатором.

4)Коэффициенты m, n, (n-x), x являются постоянными для любой мицеллы и численно не определены.

Цель работы: Получение коллоидных растворов различными методами и изучение их оптических свойств.

Оборудование: Стеклянные конические колбочки, прибор с направленным источником света. Реактивы: Растворы йодистого калия 0,05 Н и азотнокислого серебра 0,05 Н, 2% спиртовой раствор канифоли, 1,5% раствор перманганата калия, 1% раствор гипосульфита, 20% раствор жѐлтой кровяной соли, насыщенный раствор хлорного железа, 0,1 Н раствор щавелевой кислоты, дистиллированная вода, фильтровальная бумага.

Порядок работы:

Методы конденсации.

I.Химическая конденсация.

1) Метод обменной реакции – получение золя иодида серебра.

а) в коническую колбочку налить 8 мл раствора азотнокислого серебра AgNO3 и 10 мл раствора йодистого калия KJ. Записать реакцию, протекающую в колбе. Написать формулу образовавшейся мицеллы. Записать окраску золя в отражѐнном и проходящем свете. Наблюдать конус Тиндаля при попадании на раствор узкого направленного пучка свете.

б) в коническую колбочку налить 10 мл раствора азотнокислого серебра AgNO3 и 8 мл раствора йодистого калия KJ. Записать реакцию, протекающую в колбе. Написать формулу образовавшейся мицеллы. Записать окраску золя в отражѐнном и проходящем свете. Наблюдать конус Тиндаля при попадании на раствор узкого направленного пучка свете.

2)Метод ОВР – получение золя двуокиси марганца.

Вколбу налить 5 мл 1,5 % раствора перманганата калия KMnO4 и добавить 50 мл

дистиллированной воды. К полученному раствору по каплям добавить 1 мл 1 % раствора гипосульфита Na2S2O3. Наблюдать образование вишнѐво-красного золя двуокиси марганца. Записать реакцию, протекающую в колбе, (коэффициенты расставьте самостоятельно):

KMnO4 + Na2S2O3 + H2O → MnO2↓ + Na2SO4 + K2SO4 + KOH

Написать формулу мицеллы золя. Записать окраску золя в отражѐнном и проходящем свете. Наблюдать конус Тиндаля при попадании на раствор узкого направленного пучка свете.

II. Физическая конденсация.

1)Метод замены растворителя – получение золя канифоли.

Вконическую колбу с 50 мл дистиллированной воды прилить 5 мл 2 % спиртового

раствора канифоли и встряхнуть. Записать наблюдаемую окраску получившегося золя в отражѐнном и проходящем свете. Убедиться в наличие конуса Тиндаля при попадании на раствор узкого направленного пучка свете. Отметить, что остатки спирта являются стабилизатором данной коллоидной системы.

Методы диспергирования.

1)Химическое диспергирование (пептизация) – получение золя берлинской лазури.

Вконическую колбу налить 1,5 мл 20 % раствора жѐлтой кровяной соли K4[Fe(CN)6] и 0,5 мл насыщенного раствора хлорного железа FeCl3. Выпавший осадок берлинской лазури Fe4[Fe(CN)6]3 перенести на фильтр, промыть дистиллированной водой и залить на фильтре 0,1 Н раствором щавелевой кислоты (СООН)2. В результате пептизации осадка через фильтр в колбочку проходит синий золь берлинской лазури. Записать реакцию, протекающую в колбе. Написать

формулу мицеллы золя. Записать окраску золя в отражѐнном и проходящем свете. Наблюдать конус Тиндаля при попадании на раствор узкого направленного пучка свете.

Вопросы к работе 4

1.Предмет коллоидной химии. Признаки коллоидного состояния Определение коллоидной системы.

2.Диспергационные способы получения коллоидных систем. Привести примеры.

3.Конденсационные способы получения коллоидных систем. Привести примеры.

4.Какие условия необходимы для образования коллоидного раствора?

5.Строение мицеллы. Какие ионы могут быть потенциалоопределяющими?

6.Три вида классификации коллоидных систем.

7.Аэрозоли, лиозоли, пирозоли.

8.Написать формулу мицеллы золя As2S3, если стабилизатором является раствор H2S, который диссоциирует по первой ступени.

9.Напишите формулу мицеллы золя, полученного методом обменной реакции: Na2CO3 + MgCl2

MgCO3↓ + NaCl в избытке Na2CO3.

10.Напишите формулу мицеллы золя серы, получаемого по реакции

2H2S(aq) + SO2(g) = 3S + 2H2O

с учетом того, что стабилизатор H2S – двухосновная кислота. Укажите строение мицеллы.

11.Напишите формулу мицеллы золя сульфата бария, полученного в реакции нейтрализации между серной кислотой и гидроксидом бария:

а) в избытке кислоты, б) в избытке основания.

Укажите строение мицелл.

12.Каково строение мицеллы золя берлинской лазури, полученного пептизацией осадка щавелевой кислотой? Как определить заряд коллоидной частицы.

13.Написать формулу мицеллы золя Au, если стабилизатором является раствор AuCl3.

14.Напишите мицеллу золя берлинской лазури, полученного в реакции ионного обмена из

К4Fe(CN)6 и FeCl3 при избытке К4Fe(CN)6.

15.Напишите формулы мицелл сульфида цинка, образующихся при получении золя по следующей реакции:

ZnSO4 + (NH4)2S → ZnS + (NH4)2SO4

а) в случае избытка сульфата цинка; б) в случае избытка сульфида аммония.

Лабораторная работа 5

Коллоидная защита

Краткая теория:

Свойства коллоидных систем

1. Молекулярно-кинетические свойства коллоидных систем.

1.Для коллоидных систем характерно броуновское движение – непрерывное беспорядочное движение частиц микроскопических и коллоидных размеров.

2.Результатом броуновского движения коллоидных частиц является диффузия – самопроизвольно протекающий процесс выравнивания концентрации частиц. Для количественного описания диффузии используется закон Фика:

через которую происходит диффузия; τ – продолжительность диффузии; D – коэффициент диффузии равный количеству вещества, диффундирующего через единицу площади в единицу времени при градиенте концентрации, равном единице.

Уравнение Эйнштейна-Смолуховского:

где D – коэффициент диффузии, Т – абсолютная температура, η – вязкость дисперсионной среды, r

-радиус частиц дисперсной фазы.

3.Для коллоидных систем характерно осмотическое давление. Оно может быть найдено по уравнению:

где mобщ – масса растворѐнного вещества; m – масса одной частицы; V – объѐм системы; NA – число Авогадро; Т – абсолютная температура; ν – частичная концентрация; k – постоянная Больцмана.

2. Устойчивость коллоидных систем Устойчивость дисперсных систем характеризует способность дисперсной фазы сохранять

состояние равномерного распределения частиц во всѐм объѐме дисперсионной среды.

Существует два вида относительной устойчивости дисперсных систем: седиментационная и агрегативная.

Седиментационная устойчивость – способность системы противостоять действию силы тяжести. Седиментация – это оседание частиц в растворе под действием силы тяжести.

Агрегативная устойчивость характеризует способность частиц дисперсной фазы противодействовать их слипанию между собой и тем самым сохранять свои размеры.

3. Коагуляция коллоидных систем Коагуляция – это разрушение коллоидной системы под воздействием различных факторов и

выражается в слипании частиц дисперсной фазы с последующим выпадение их в осадок. Коагуляция бывает скрытая (не видимая невооружѐнным глазом) и явная (изменение

окраски раствора, помутнение, выпедение осадка). Коагуляцию вызывают следующие способы:

1.Физические: изменении концентрации, температура, механическое перемешивание, действие света и ультразвука, длительное стационарное хранение (поэтому коллоидные системы должны быть свежеприготовленными, храниться в тѐмной посуде и в неподвижном помещении).

2.Химические: добавление любого электролита к любой коллоидной системе.

Коагулирующим ионом электролита является ион, одноимѐнно заряженный с противоионом. Все электролиты по своему строению делятся на индифферентны (не содержат таких ионов,

которые были бы способны к специфической адсорбции на частицах по правилу Панета-Фаянса, т.е. не имеют ионов подобных ионам агрегата) и неиндифферентные (содержат ионы подобные ионам агрегата).

Коагулирующее действие электролитов характеризуется порогом коагуляции – наименьшее количество добавленного электролита, вызывающее коагуляцию 10 мл золя, а его концентрация называется – пороговой концентрацией.

Порог коагуляции можно рассчитать, зная концентрацию электролита-коагулятора С, объѐм добавленного электролита V, и объѐм золя Vзоля (обычно 10 мл):

Величина, обратная порогу коагуляции (1/ ), называется коагулирующей способностью электролита. Значит, чем меньше порог коагуляции, тем больше коагулирующая способность электролита.

Порог коагуляции зависит от валентности коагулирующего иона и описывается правилом Шульца (1892)-Гарди (1900)-Дерягина-Ландау или правилом значности:

γ3 : γ2 : γ1 = 1/36 : 1/26 : 1/16 = 1:11:729 (4.8)

т.е. чем меньше валентность коагулирующего иона, тем выше порог коагуляции и тем больше потребуется электролита для коагуляции коллоидной системы. Коагулирующая способность иона при одинаковом заряде тем больше, чем больше его кристаллический радиус.

Для однозарядных и двухзарядных неорганических катионов и анионов коагулирующая способность убывает в определѐнной последовательности, которая называется лиотропным рядом (Приложение 7).

Начавшуюся коагуляцию остановить невозможно, но можно коллоидную систему заранее защитить, добавив в неѐ защитное вещество (растворы желатины, танина и других высокомолекулярных соединений). Их защитное действие выражается в повышении порога коагуляции. Оно связано с адсорбцией их молекул на поверхности коллоидных частиц. Образующийся на поверхности коллоидных частиц защитный слой препятствует их слипанию. Показателем защитного действия (защитным числом) называется минимальное количество мг сухого вещества, которое необходимо для защиты 10 мл золя при добавлении к нему электролита в количестве, равном порогу коагуляции.

4. Пептизация коллоидных систем Пептизация или дезагрегация – перевод свежевыпавшего осадка в коллоидное состояние.

Пептизация тем более вероятна, чем меньше времени прошло с момента коагуляции. Вызвать пептизацию можно отмыванием коагулята от избытка электролита водой, либо добавлением электролита, содержащего потенциалобразующие ионы, за счѐт адсорбции которых повышается поверхностный заряд частиц.

Цель работы: Определить защитное число желатины для золя гидрата оксида железа («железное число»).

Оборудование: Штатив с бюретками, набор из 10 пробирок, мерный цилиндр, коническая колба, химические стаканы.

Реактивы: Насыщенный раствор хлорного железа, 0,002Н раствор сернокислого натрия, свежеприготовленный 0,1% раствор желатины, дистиллированная вода, бумажные фильтры.

Порядок работы:

1. Получение золя гидрата окиси железа методом гидролиза.

В конической колбе нагреть до кипения 300 мл дистиллированной воды. В кипящую воду влить 3 мл насыщенного раствора хлорного железа и прокипятить полученную смесь 2-3 минуты. Образовавшийся красновато-коричневый золь гидрата окиси железа охладить до комнатной температуры. Записать протекающую в колбе реакцию. Написать формулу образовавшейся мицеллы.

Мицелла золя зависит от условий его приготовления. В случае неполного гидролиза:

2FeCl3 + 4H2O = Fe(OH)3↓ + FeOCl + 5HCl

образуется оксохлорид железа FeOCl, который принято считать стабилизатором, а кипячение способствует удалению паров HCl. При полном гидролизе:

FeCl3 + 3H2O = Fe(OH)3↓ + 3HCl

Протекающем в избытке FeCl3, стабилизатором является само хлорное железо.

2. Определение порога коагуляции золя гидроксида железа.

а) Определение грубого порога коагуляции. В две пробирки с помощью мерного цилиндра налить по 10 мл полученного золя гидроксида железа. В одну (рабочую) добавить 0,5 мл 0,002нормального раствора сернокислого натрия. Сравнить две пробирки (рабочую и контрольную) на чѐрном фоне на проходящий свет. Наличие помутнения (коагуляции) отметить в таблице 8 знаком «+», отсутствие – знаком «-». Если помутнение не наблюдается, то в рабочую пробирку добавить ещѐ 0,5 мл сернокислого натрия. Снова произвести сравнение. Результаты записать в таблицу 1. Добавление сернокислого натрия по 0,5 мл в рабочую пробирку производить до помутнения

б) Определение точного порога коагуляции. В четыре новых рабочих пробирки с помощью мерного цилиндра налить по 10 мл золя гидроксида железа. В первую добавить сернокислого натрия на 0,1 мл больше, чем было добавлено для получения последнего «-» в пункте а). Сравнить контрольную и первую рабочую пробирки, как было описано выше. Наличие помутнения (коагуляции) отметить в таблице 1 знаком «+», отсутствие знаком «-». Если помутнение не наблюдается, то во вторую рабочую пробирку с золем добавить сернокислого натрия на 0,1 мл больше, чем было добавлено в первую. Снова сравнить контрольную и вторую рабочую пробирки. Опыт производить до тех пор, пока не будут обнаружены первые признаки помутнения.

в) Рассчитать порог коагуляции как минимальное количество мл 0,002-нормального раствора сернокислого натрия, вызывающее коагуляция 10 мл золя гидрата окиси железа, с точностью до

0,1 мл.

3. Определение защитного числа.

а) В качестве защитного раствора использовать свежеприготовленный 0,1% раствор желатины. Налить в несколько пробирок (5-6) с помощью мерного цилиндра по 10 мл золя гидрата окиси железа. В первую пробирку с золем добавить из бюретки 1 мл 0,1% раствора желатины. Встряхнуть пробирку, дать ей постоять 40 секунд и прилить коагулятор в количестве, равном порогу коагуляции (нашли в пункте 2б). Если через 2-3 минуты раствор в пробирке остался прозрачным (т.е. желатина защитила раствор и коагуляция не произошла), то в следующую пробирку с золем добавить 0,5 мл раствора желатины. Если же раствор в пробирке помутнел (сравнение рабочей и контрольной пробирок описано в пункте 2а), то в следующую пробирку надо добавить 1,5 мл раствора желатины. Полученные результаты записать в таблицу 9: помутнение золя – «+», отсутствие помутнения – «-».

б) Налить в четыре новых пробирки по 10 мл золя гидрата окиси железа. Далее добавляемый объѐм желатины последовательно меняется от последнего «-» до первого «+» с шагом 0,1 мл. Объѐм добавляемого после желатина коагулятора всегда равен точному порогу коагуляции. Опыт ведут до получения первых признаков защиты золя гидрата окиси железа. Результаты наблюдений записать в таблицу 2.

в) По полученным результатам вычисляют защитное число, как число мг сухой желатины, защищающее 10 мл золя гидрата окиси железа от коагуляции при добавлении раствора электролита (коагулятора) в количестве, равном порогу коагуляции.

Вопросы к работе 5

1.Молекулярно-кинетические свойства коллоидных систем. Их отличия от истинных растворов.

2.Как образуется двойной электрический слой и каково его строение? Что такое адсорбционный слой, диффузионный слой?

3.Оптические свойства коллоидных систем. Закон светорассеяния Рэлея. Условия применимости. Явление опалесценции, конус Тиндаля. Что такое мутность? Сравните размеры частиц двух коллоидных растворов одинаковой объемной концентрации, если мутности ( ) отличаться в 25 раз ( 2/ 1 = 25).

4.Как изменится интенсивность рассеянного дисперсией света, если длина волны света увеличится с 430 нм до 600 нм?

5.Каково соотношение радиусов частиц двух дисперсий с одинаковой численной концентрацией, если мутности, определенные в одинаковых условиях, отличаются в 1000 раз ( 2/ 1 = 1000). Объясните явление опалесценции.

6.Коагуляция: определение; факторы, еѐ вызывающие; коагулирующий ион; порог коагуляции; пороговая концентрация; правило значности (правило Шульца-Гарди); защитные вещества; защитное число.

7.Индифферентные и неиндифферентные электролиты. Привести примеры для золей, полученных в лабораторном практикуме.

8.Как влияет добавление электролита на электрокинетический потенциал коллоидной системы?

9.Пептизация: определение; способы проведения.

10.Определите, к какому электроду при электрофорезе должны перемещаться частицы золя, полученного по реакции при небольшом избытке H2S:

2H3AsO3 + 3H2S → As2S3 + 6H2O.

11.Приведите пример неиндифферентного электролита к золю СаСO3 с положительным зарядом противоионов.

12.К какому электроду двигаются при электрофорезе коллоидные частицы золя Fe(OH)3, полученного полным и неполным гидролизом FeCl3. Какие мицеллы?

13.Порог коагуляции (γ). Как отличается коагулирующая способность (1/γ) сульфат, и фосфат ионов. Приведите примеры золей, коагуляцию которых они вызывают?

14.К одинаковым образцам золей йодистого серебра с положительным зарядом коллоидных

частиц добавили растворы Na2SO4, KCl, AlPO4 одинаковой концентрации. Указать, раствора, какого из перечисленных веществ потребуется меньше по объѐму, а какого больше для коагуляции золя. Какой из ионов этого электролита вызовет коагуляцию золя?

15.К одинаковым образцам золей SiO2 с отрицательным зарядом коллоидных частиц добавили растворы Na2SO4, NaCl, KCl, BaCl2, Al2(SO4)3 одинаковой концентрации. Указать, раствора, какого из перечисленных веществ потребуется меньше по объѐму (ответ аргументировать). Какой из ионов этого электролита вызовет коагуляцию золя?

16.Золь кремниевой кислоты получили при взаимодействии растворов K2SiO3 и HCl. Напишите формулу мицеллы золя и определите, какой из электролитов был в избытке, если противоионы в электрическом поле движутся к катоду?

17.Золь гидроксида железа (ΙΙΙ), получаемый неполным гидролизом хлорного железа, коагулируют растворами сульфата натрия, хлорида натрия, хлорида бария. Какой электролит окажет наиболее значительное коагулирующее действие?

18.Для защиты 5 мл золя гидроокиси железа от коагуляции электролитом потребовалось 3 мл 0,01% раствора желатины. Рассчитайте защитное число желатины, выразив его в г сухой желатины на 10 мл золя.

19.Порог коагуляции золя гидроокиси железа фосфат-ионами равен 0,37 ммоль/л. Какой объѐм 5% раствора фосфата натрия (плотность 1.05 г/мл) потребуется для коагуляции 250 мл золя?

20.Коагуляция 1010-6 м3 золя иодида серебра наступает при добавлении 0,510-6 м3 водного раствора BaCl2 с концентрацией С=0,05 кмоль/м3. Рассчитайте порог коагуляции BaCl2 для данного золя, выразив его в киломолях на кубический метр золя.

21.Для защиты 510-6 м3 золя гидроокиси железа от коагуляции потребовалось ввести 310-6 м3 0,01%-процентного раствора желатины. Рассчитайте защитное число желатины, выразив его в килограммах сухой желатины на кубический метр золя.

22.Сколько кубических метров раствора Al2(SO4)3 концентрации 0,01 кмоль/м3 потребуется для коагуляции 10-3 м3 гидрозоля As2S3. Порог коагуляции электролита относительно этого золя

γ=9,610-5 кмоль/м3.

23.Пороги коагуляции некоторого золя электролитами KNO3, MgCl2, NaBr равны соответственно 50,0; 0,8; 49,0 ммоль/л. Как относятся между собой величины коагулирующих способностей этих веществ? Укажите коагулирующие ионы. Каков знак заряда коллоидной частицы?

24.Коагуляция 4 л золя гидроксида железа (III) наступила при добавлении 0,91 мл 10%-ного раствора сульфата магния (плотность 1,1 г/мл). Вычислите порог коагуляции золя сульфатионами.

25.Порог коагуляции золя гидроксида алюминия дихромат-ионами равен 0,63 ммоль/л. Какой объѐм 10%-ного раствора дихромата калия (плотность 1,07 г/мл) требуется для коагуляции 1,5 л золя?

26.К 100 мл 0,03%-ного раствора NaCl (плотность 1 г/мл) добавили 250 мл 0,001 М раствора

AgNO3. Напишите формулу мицеллы золя. Какой из перечисленных электролитов вызовет коагуляцию этого золя с наименьшим порогом коагуляции: КС1, Ba(NO3)2, MgSO4, A1C13?

27.Порог коагуляции золя сульфатом магния меньше, чем нитратом бария. Как заряжены частицы золя? Что можно сказать о пороге коагуляции этого же золя фосфатом калия?

28.Коагуляция 1,5 л золя сульфида золота наступила при добавлении 570 мл раствора хлорида натрия с концентрацией 0,2 моль/л. Вычислите порог коагуляции золя ионами натрия.

29.Порог коагуляции золя гидроксида железа фосфат-ионами равен 0,37 ммоль/л. Какой объем 5%-ного раствора фосфата натрия (плотность 1,05 г/мл) требуется для коагуляции 750 мл золя?

30.Явная коагуляция 2 л золя гидроксида алюминия наступила при добавлении 10,6 мл раствора

K4[Fe(CN)6] с концентрацией 0,01 моль/л. Вычислите порог коагуляции золя гексацианоферрат-ионами; напишите формулу мицеллы золя гидроксида алюминия.

31.Порог коагуляции золя сульфида золота ионами кальция равен 0,69 ммоль/л. Какой объем раствора хлорида кальция с концентрацией 0,5 моль/л требуется для коагуляции 100 мл золя?

32.Коагуляция 10 мл золя гидроокиси железа наступает при добавлении 1,5 мл раствора NaCl с

концентрацией 0,25 моль/л и 0,6 мл Na2SO4 (0,05 моль/л). Рассчитайте пороги коагуляции и проверьте выполнимость правила значности. Какой ион является коагулирующим и почему?

33.Из электролитов (KCl, Na2SO4, AlCl3, Na3PO4, CaCl2) выберите электролит с наилучшим коагулирующим действием для коагуляции золя с отрицательно заряженными частицами.

34.Сравните пороги коагуляции золя сульфида мышьяка, если для коагуляции 10 мл золя

потребовалось 1,2 мл 0,5 М раствора KCl, 0,4 мл 0,04 М раствора CaCl2 и 0,1 мл 0,1 М раствора AlCl3. Выполняется ли правило значности?

35.Если выполняется правило значности и коагуляция 5 мл золя наступает при добавлении 2 мл

0,5 М раствора KCl, то при каком объеме электролита будет коагуляция 0,1 М раствором СаСl2 и 0,05 М раствором AlCl3?

36.Для коагуляции золя AgJ, полученного в избытке AgNO3, выберите наилучший электролит

(NaCl, AlCl3, Na3PO4, Na2SO4).

Лабораторная работа 6а

Определение изоэлектрической точки белка методом набухания

Краткая теория:

Высокомолекулярные соединения - это лиофильные дисперсные системы с молекулярной массой более 10000 г/моль. Размер их молекул - несколько нанометров.

Растворы ВМС представляют собой гомогенные, термодинамически устойчивые и обратимые системы. Однако они имеют ряд свойств, присущих также и обычным коллоидным растворам. По размеру молекул они соответствуют мелкодисперсным системам и имеют ряд вытекающих отсюда свойств: рассеивают свет, имеют низкое осмотическое давление, совершают броуновское движение и для них характерны поверхностные явления - адсорбция и адгезия. Таким образом, растворы ВМС являются носителями признаков как истинных, так и коллоидных растворов.

Известны природные ВМС - это тысячи различных белков (протеины), крахмал и целлюлоза (высшие полисахариды), пектиновые вещества, каучук, шелк, шерсть, казеин молока, ферменты, коллаген и т.д. Слезы человека также содержат ВМС - лизоцим и другие белки, способные рассеивать свет и в определенных условиях усиливать блеск глаз.

Искусственные ВМС получают методами полимеризации (полиэтилен, полистирол, фторопласт) или поликонденсации (нейлон, полиамиды и др.) из мономерных молекул. Имеются ВМС неорганической природы - слюда, алюмосиликаты, графит, алмаз и др. При синтезе ВМС получаются макромолекулы различной длины (полидисперсность), а для выделения более однородных по молярной массе ВМС используются методы фракционирования растворением или осаждением. Для очистки ВМС от низкомолекулярных органических веществ или электролитов применяются, соответственно, методы диализа и электролиза.

Макромолекулы ВМС могут быть линейными (полиэтилен), разветвленными (крахмал), пространственными (фенолформальдегидные смолы) или сшитыми (ионообменные смолы - иониты). Они могут свертываться, образуя клубки (глобулы), выпрямляться или укладываться в ориентированные структуры - пачки (или пучки).