Получение и свойства коллоидных растворов

Вариант 1

а) Получение золя гидроксида железа (III) реакцией гидролиза солей железа.

Приборы и реактивы: колбы плоскодонные на 200 мл, пипетка на 10 мл, мерные цилиндры (стаканчики) на 50-100 мл, вода дистиллированная, раствор хлорида железа (III) с массовой долей 2%.

Методика эксперимента

Нагреть до кипения 50 мл дистиллированной воды, добавить 10 мл раствора FeCl₃ (ω = 2%) и кипятить 3-5 минут.

Мицелла образуется за счет адсорбции потенциалопределяющих ионов FеО⁺.

1. Написать мицеллярную формулу гидрозоля Fе(ОН)₃.

2. Как называется метод, использованный для получения коллоидной системы?

б) Получение золя оксида марганца (IV) восстановлением перманганата калия в нейтральной среде.

Реактивы: раствор перманганата калия, С (1/5 КМnO₄) = 0,1 моль/л; раствор тиосульфата натрия, С (Na₂S₂O₃) = 0,1 моль/л.

Методика эксперимента

В химический стакан на 50 мл налить 1 мл раствора КМnO₄ и добавить 10 мл воды. Затем по каплям из пипетки на 1 мл внести 0,5 мл раствора тиосульфата.

1. Что наблюдается? Составить уравнения и доказать тип происходящей реакции.

2. Составить мицеллярную структуру золя MnО₂.

в) Определение знака заряда коллоидных частиц.

Объекты исследования: полученные золи Fе(ОН)₃ и MnО₂.

Методика эксперимента

На краях двух стаканчиков с золями гидроксида железа (III) и оксида марганца (IV) поместить стеклянные палочки, укрепив на них по узкой полоске фильтровальной бумаги, чтобы их концы были погружены в жидкости.

1. Предсказать высоту (одинаковую или разную) подъема жидкости в одном и в другом стаканчике, приняв во внимание, что целлюлозные стенки капилляров бумаги заряжены отрицательно, а вода, пропитывающая бумагу – положительно.

2. Проверить, совпали ли ваши предположения через 10 минут, исходя из полученных данных опыта.

3. Определить знаки электрических зарядов коллоидных частиц, взятых для исследования золей.

г) Защитное действие желатины (вариант 2, опыт «в»).

Вариант 2

а) Получение золя берлинской лазури К₄[Fe(CN)₆] реакцией обмена.

Реактивы: растворы гексацианоферрата (II) калия К₄[Fe(CN)₆] с массовой долей 1% и хлорида железа (III) FeCl₃ с массовой долей 2%.

Методика эксперимента

Мерным цилиндром отмерить 100 мл дистиллированной воды и перенести в коническую колбу на 250 мл. Пипеткой отмерить 3 мл раствора гексацианоферрата калия и по каплям из пипетки добавить раствор хлорида железа до появления синего окрашивания.

1. Что наблюдается? Прозрачный ли раствор? Почему?

2. Составить уравнение реакции обмена получения «берлинской лазури».

3. Составить мицеллярную формулу золя «берлинской лазури», принимая во внимание, что в избытке взят раствор К₄[Fe(CN)₆].

б) Получение гидрозоля иодида серебра реакцией обмена.

Приборы и реактивы: штатив с пробирками, две пипетки; раствор KJ с начальной концентрацией 0,005 моль/л, раствор AgNO₃ с начальной концентрацией 0,005 моль/л.

Методика эксперимента

Получение золя AgJ с положительным и отрицательным зарядом гранул мицеллы. В две пробирки пипеткой налить по 20 капель раствора KJ, затем медленно при сильном взбалтывании добавить в первую пробирку 16 капель, а во вторую 30 капель раствора AgNO₃.

1. Составить уравнение реакции обмена для получения гидрозоля AgJ.

2. Составить мицеллярные формулы гидрозолей AgJ.

в) Защитное действие желатина.

Приборы и реактивы: штатив с пробирками; золь берлинской лазури, раствор желатина с массовой долей 0,5%, раствор Al(NO₃)₃, С(Al(NO₃)₃) = 0,02 моль/л.

Методика эксперимента

В две пробирки налить 5 мл раствора золя. В первую пробирку прибавить 1 мл дистиллированной воды, а во вторую – 1 мл свежеприготовленного раствора желатина и перемешать содержимое пробирок. Затем в обе пробирки прилить по 1 мл раствора Al(NO₃)₃, взболтать и через 5-10 минут по отсутствию помутнения или седиментации убедиться в защитном действии желатина.

г) Определение знака заряда коллоидных частиц (вариант 1, опыт «в»).

Вопросы для подготовки к лабораторной работе «Получение и свойства коллоидных растворов».

1) Какие методы получения коллоидных растворов вам известны? Получить и подтвердить соответствующими уравнениями реакций применяемые методы получения коллоидных систем в данной лабораторной работе.

2) Что такое мицелла и какова ее структура? Ответ подтвердить соответствующими схемами строения мицелл, полученных в данной лабораторной работе.

3) Каковы причины появления зарядов у коллоидных частиц (гранул)?

4) Каков механизм защитного действия желатина?

Вопросы для подготовки к лабораторной работе «Коагуляция коллоидных систем».

1) Указать основную причину агрегативной неустойчивости коллоидных растворов, согласно термодинамическим и кинетическим представлениям.

2) Объяснить явление процесса коагуляции.

3) Какова роль электролитов в процессе коагуляции?

4) Что такое порог коагуляции?

5) Какова размерность порога коагуляции?

6) Как порог коагуляции зависит от заряда иона-коагулянта?

7) Сформулировать правило Шульце-Гарди.

8) Что произойдет с коллоидной системой, если полностью удалить присутствующий в ней электролит?