Краткое теоретическое обоснование. Все методы получения дисперсных систем сводятся либо к объединению (укрупнению) или ионов в агрегаты дисперсной фазы (методы конденсации)

Все методы получения дисперсных систем сводятся либо к объединению (укрупнению) или ионов в агрегаты дисперсной фазы (методы конденсации), либо к доведению крупных частиц вещества до определенной степени дисперсности (раздробленности) – методы диспергирования.

Диспергированием называют тонкое измельчение твердых материалов или жидкостей и распределение их частиц в жидкой или газообразной среде, в результате чего образуются дисперсные системы: порошки, суспензии, эмульсии, аэрозоли.

В случае химической конденсации новая фаза возникает при протекании реакций, приводящих к образованию нерастворимых в данной среде веществ. При получении золей методами химической конденсации следует отдавать предпочтение реакциям, при которых попутно с труднорастворимым соединением образуются вещества, являющиеся неэлектролитами или слабыми электролитами. Это способствует получению более стабильных золей, так как в системе не образуются излишние электролиты, астабилизируюшие золь.

При физической конденсации дисперсная фаза получается без протекания химической реакции, но при возникновении условий, когда вещество переходит в пересыщенное состояние.

Цель работы. Научиться получить коллоидные растворы различными методами и написать коллоидно-химические формулы мицелл полученных золей, исследовать некоторые свойства золей и растворов ВМС.

Оборудование: пробирки, пипетки, стаканчики, цилиндры, спиртовки, спички и бумажный фильтр.

Реактивы: 5%-ный раствор канифоли в этаноле, 0,25% и 6%- ные растворы желатина, 0,01 М раствор перманганата калия, 0,1 М и 0,2 М растворы щавелевой кислоты, раствор гидроксида аммония, 2%-ный раствор хлорида железо (III), насыщенные растворы гексацианоферрата (II) и сульфата калия, 1 М растворы сульфата, ацетата, хлорида, нитрата, родонида калия.

Опыт №1. Получение золя канифоли замены растворителя

Принцип метода. Метод основан на применении физической конденсации.

Ход работы:

1. К 5 мл дистиллированной воды добавьте при взбалтывании 7 капель 5%-го раствора канифоля в этиловом спирте. Образуется молочно-белый опалесцирующий золь канифоля в воде с отрицательным зарядом частиц. Примечание! Если золь необходимо сохранить длительное время, то спирт можно удалить диализом.

2. Выводы. Объясните, почему в спирте канифоль образует истинный раствор, а в воде – коллоидный? О чем свидетельствует эффект Тиндаля?

Опыт №2. Получение золя марганец диоксида / / методом окисления - восстановления

Принцип метода. Метод основан на применении химической конденсации.

Ход работы:

1. К 5—10 мл раствора калий перманганата / / с молярной концентрацией эквивалента 0,01 моль/л добавьте 2—5 мл разбавленного (1:6) раствора аммоний гидроксида, а затем 5—10 мл раствора щавелевой кислоты / / с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/л и нагрейте до кипения. Получается золь марганец диоксида бурого цвета:

.

2. Выводы. Напишите строение мицеллы золя, определите, к какому электроду (к катоду или к аноду) будет двигаться коллоидная частица:

Опыт №3. Получение золя железо (III) гидроксида методом гидролиза

Принцип метода. Метод основан на применении химической конденсации. Реакция гидролиза есть частичный случай реакции двойного обмена.

Ход работы:

1. В пробирке доведите до кипения 5 мл дистиллированной воды (для повышения степени гидролиза), добавьте 1 мл 2%-ного раствора железо (III) хлорида. Как только произойдет изменение окраски до кирпично-красного цвета, прекратите нагревание. Получается золь железо (III) гидроксида. Реакция получения идет по схеме:

Поверхностные молекулы агрегата вступают в реакцию с т.е. происходит частичное растворение :

.

Образующийся оксохлорид железа / /, подвергаясь диссоциации, образует ионы: . Данное обстоятельство необходимо учесть при составлении формулы мицеллы. Гидрозоль оставить для выполнения опыта №5.

2. Выводы. Сравните цвет золя с цветом исходного раствора хлорида железа. Напишите химическую формулу мицеллы золя гидроксида железо (III), учитывая, что потенциалопределяющие ионы дает хлорокись железа.

Опыт №4. Получение золя берлинской лазури методом пептизации на фильтре