Лабораторная работа № 7. Коагуляция гидрофобных золей (2 часа)

Коагуляцией называется соединение между собой мицелл, т.е. процесс укрупнения коллоидных частиц золя. Коагуляция наступает в результате потери электрического заряда мицеллами золя, а также смешивания золей с противоположно заряженными мицеллами. Когда мицеллы золя теряют свой электрический заряд, то они становятся электронейтральными. Электронейтральные мицеллы при столкновении не испытывают сил электрического отталкивания, а поэтому соединяются. Когда смешивают два золя с противоположно заряженными мицеллами, то происходит их соединение вследствие электрического притяжения между собой. При этом противоположно заряженные мицеллы электронейтрализуются. Коагуляцию гидрофобных коллоидов вызывает добавление к золю растворов электролитов. Добавление растворов электролитов к золю приводит к изменению строения мицелл. Мицеллы теряют диффузный слой, т.к. ионы этого слоя переходят в адсорбционный слой, в результате чего происходит электронейтрализация мицелл, которые при сталкивании соединяются между собой.

Правило Шульце-Гарди: коагуляцию золя вызывают те ионы электролита, заряд которых противоположен заряду мицелл золя, коагулирующее действие 2-х валентных ионов в 50-70 раз, а 3-х валентных ионов в 500-700 раз выше коагулирующего действия одновалентных ионов.

Порогом коагуляции называется минимальная концентрация электролита в золе, при которой начинается его явная коагуляция. Порог коагуляции выражается в грамм-эквивалентах на один литр золя, обозначается символом С_п. Порог коагуляции (С_п) рассчитывается по формуле:

C_п=(C_эл.V_эл.)/(V_эл.+V_золь+V_вода) (г-экв/л),

где: С_эл. - концентрация раствора электролита, г-экв/л,

V_эл. - объем раствора электролита, мл,

V_золь - объем золя, мл,

V_вода - объем дистиллированной воды, добавляемой к золю, мл.

Явление явной коагуляции наблюдается через различное время и определяется по следующим признакам:

• помутнение раствора золя;

• появление осветленного верхнего слоя в золе;

• изменение окраски золя.

Цель работы: произвести коагуляцию коллоидных растворов электролитами и проверить правило Шульце - Гарди.

Экспериментальная часть

Приборы и реактивы: пробирки, штативы, пипетки, дистиллированная вода, растворы электролитов NaCl, СаС1₂, А1Сl₃, золи Fe₄ [Fe(CN)₆]₃,Fe(OH)₃.

Опыты по коагуляции гидрофобных золей электролитами проводятся в чистых пробирках, находящихся в штативах по 6 штук в группе. Для проведения опыта используем три раствора электролита. Растворы электролитов содержат ионы, вызывающие коагуляцию и имеющие различную валентность. Объем жидкости измеряем чистыми пипетками. Вначале в пробирку наливаем дистиллированную воду, затем золь, после этого раствор электролита. Перед добавлением раствора электролита содержимое пробирки необходимо взболтать. Раствор электролита приливаем сначала в первую пробирку, а затем в последующие в порядке возрастания номера пробирки. После приливания раствора электролита образовавшуюся в каждой пробирке смесь перемешиваем стеклянной палочкой, начиная с первой пробирки. После перемешивания палочку в пробирке не оставляем. В таблице условий и результатов опытов знаком " * " отмечается графа для соответствующей пробирки, где замечена явная коагуляция золя с каждым исследуемым электролитом.

Порог коагуляции рассчитываем для пробирок, отмеченных в таблице знаком " * " для всех трех электролитов: C_NaCl, С_СаСl2, C_AlCl3. Затем вычисляем величины:

(1/ C_NaCl):(1/С_СаСl2):(1/C_AlCl3)=1:Х:Y=1/1⁶:1/2⁶:1/3⁶

Результаты опытов записываем в журнал наблюдений.