Лабораторная работа 12. Получение и свойства коллоидных растворов. Коагуляция гидрофобных золей и свойства растворов ВМС

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

Принцип метода. Метод основан на применении физико-химическое диспергирование (т.е. раздробление).

Ход работы:

1. К 5 мл 2%-ного раствора железо (III) хлорида / / добавьте насыщенный раствор калий гексацианоферрата (II) / / Полученный осадок переносите на фильтр и промойте дистиллированной водой. Затем на осадок (на фильтре) добавьте 3 мл 0,2 М раствор щавелевой кислоты (пептизатор) и размешайте стеклянной палочкой. Осадок быстро пептизируется и из фильтра стекает интенсивно окрашенный золь берлинской лазури (т.е. золь голубого цвета) железо (III) гексацианоферрата (II) / /. Анион сильно адсорбируется на частицах осадка, сообщая им заряд и агрегативную устойчивость.

При получении берлинской лазури протекают реакции:

а) .

б) .

2. Выводы. Дайте объяснения явлениям, которые наблюдаются. Напишите формулу мицеллы берлинской лазури, учитывая преимущественную адсорбцию многовалентного иона .

Опыт №5. Защитное действие растворов высокомоелекулярных соединений (ВМС) (демонстрационный опыт)

Принцип метода. Метод основан на механизме защитного действие ВМС (желатина) на гидрозоль железо (III) гидроксида при коагуляции электролитами. Золь получен методом гидролиза из опыта №3.

Ход работы:

1. В три пробирки наливайте:

№	1 пробирка	II пробирка	III пробирка
1.	10 капель золя железо (III) гидроксида.	10 капель золя железо (III) гидроксида.	10 капель 0,25%-ного раствора желатина.
2.	7-8 капель 0,25%-ного раствора желатина.	7-8 капель дистиллированной воды.	7-8 капель дистиллированной воды.
3.	Все три пробирки добавьте по 3-5 капель насыщенного раствора калий сульфата .

2. Выводы. Объясните, в каком случае добавление ВМС к раствору золя повысить устойчивость. Сделайте вывод о зависимости защитного действия от величины защитного числа.

Опыт №6. Изучение влияния электролитов на застудневание раствора желатина (демонстрационный опыт)

Принцип метода. Метод основан на влиянии природы анионов на процесс застудневания биополимера.

Ход работы:

1. В шесть пронумерованных пробирок наливайте по 2,5 мл 1 М растворов электролитов, в последовательности определенной в таблице. Затем в каждую из шести пробирок добавьте по 2,5 мл подогретого на водяной бане 6%-ного раствора желатина. Далее пробирки поместите в горячую водяную баню на 10 минут и при истечении времени пробирки охладите под струей холодной воды. Внимательно наблюдайте за растворами, стараясь не пропустить начало застудневания.

2. Данные о времени студнеобразования заносите в табл. № 2.

Таблица № 1.6

№ пробирки
Электролит
Время застудневания

3. Выводы. По полученным результатам составьте лиотропный ряд анионов и сделайте вывод о степени влияния электролитов на процесс застудневания. Сравните полученные свои экспериментальные данные с лиотропным рядом Гофмейстера, приведенным в учебнике.

Тема (3 работы). Моносахариды. Олиго- и полисахариды

Цель занятия. Сформировать знания стереохимического строения, таутомерных форм и важнейших свойств моно-, олиго- и полисахаридов как основу для понимания их метаболических превращений в организме и закрепить умения проводить качественные реакции обнаружения важнейших моно-, олиго и полисахаридов.