ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАК. КОЛХИМ. Практикум по коллоиднойхими и саранск Издательство Мордовского университета 2007 удк 541. 18
 Скачать 0.79 Mb.
|
|
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Какие системы называются полидисперсными? Что служит характеристикой полидисперсности систем? 2. Согласно какому закону происходит распределение коллоидных частиц по высоте? 3. Напишите уравнение Стокса для скорости седиментации сферических частиц в гравитационном поле. Изменением каких параметров системы можно влиять на скорость осаждения частиц? Каковы условия соблюдения закона Стокса при седиментации? 4. Какие методы дисперсионного анализа Вам известны? Укажите области их применения. 5. От каких факторов зависит седиментационная устойчивость дисперсных систем? 6. Для каких систем применяется седиментационный анализ в гравитационном и центробежном поле? 7. Каково назначение интегральных и дифференциальных кривых распределения частиц по размерам? 8. Как изменяется вид кривых распределения по мере приближения полидисперсных систем к монодисперсным? 9. Определите высоту, на которой частичная концентрация золя золота, имеющего диаметр частиц 1,25 нм при 298 К, убывает в 2 раза. Плотность золота 19,3 г/см3. 10. Пробирка высотой 0,15 м заполнена высокодисперсной суспензией кварца (д.ф. = 2650 кг/м3) в воде (д.с. = 1000 кг/м3). Вязкость дисперсионной среды 1103 Пас. Время полного оседания частиц равно двум часам. Каков минимальный размер частиц, принимая во внимание, что они имеют сферическую форму? Р А Б О Т А 7 Изучение явления неправильных рядов ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ При коагуляции золей под действием индифферентных электролитов, содержащих многозарядные коагулирующие ионы, часто наблюдается явление неправильных рядов, т.е. чередование зон устойчивости и коагуляции с увеличением концентрации электролита. Изменение степени дисперсности в результате коагуляции можно обнаружить по изменению оптических свойств дисперсной системы, в частности, по изменению интенсивности светорассеяния (опалесценции). С увеличением размеров частиц дисперсной фазы возрастает интенсивность рассеянного света; когда размеры частиц становятся соизмеримы с длиной волны падающего света, интенсивность светорассеяния начинает уменьшаться. Таким образом, коагулированный золь обладает большим светорассеянием (большей мутностью) по сравнению с некоагулированным золем. Это может быть использовано для определения зон коагуляции (рис. 15) оптическим методом с помощью фотоэлектроколориметра (ФЭКа).  Р и с. 15. Зависимость оптической плотности А от lg C. В зоне I золь устойчив и величина оптической плотности имеет небольшое значение. Увеличение концентрации коагулирующего иона приводит к коагуляции золя, сопровождающейся резким возрастанием величины оптической плотности (II зона), однако дальнейший рост концентрации коагулирующего иона приводит к перезарядке золя и появлению новой зоны устойчивости золя (III зона), и величина оптической плотности уменьшается. Наконец, при еще больших концентрациях коагулирующего иона наступает вторая окончательная зона коагуляции (IV зона), связанная со сжатием двойного электрического слоя (ДЭС), существующего вокруг коллоидных частиц. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Цель работы: изучить явление неправильных рядов при коагуляции золя под действием электролитов, содержащих многовалентные коагулирующие ионы. Принадлежности: фотоэлектроколориметр; штатив с пробирками; 2 %-й спиртовой раствор канифоли; 0,001 н раствор нитрата алюминия Al(NO3)3. Методика проведения эксперимента. Работа заключается в измерении оптической плотности золя канифоли при добавлении к нему раствора нитрата алюминия. 1) Готовят золь канифоли. Для этого к 120 мл дистиллированной воды, энергично перемешивая, по каплям приливают 3 мл 2 %-го спиртового раствора канифоли. Грубодисперсные частицы отфильтровывают через смоченный водой фильтр. 2) Для проведения эксперимента готовят 18 систем Al(NO3)3 – Н2О с кратностью разбавления, указанной преподавателем: а) 1:1; 1:2; 1:3; 1:4; … 1:18; б) 1:1,5; 1:2; 1:2,5; 1:3; … 1:10; в) 1:9,5; 1:10; 1:10,5; 1:11 …1:18. 3) Затем в 20 пробирок наливают по 4 мл золя канифоли и по 2 мл раствора Al(NO3)3, соответствующих концентраций. При этом в первую пробирку наливают 2 мл исходного неразбавленного раствора электролита, а в последнюю – 2 мл дистиллированной воды. Содержимое пробирок тщательно перемешивают. Через 15 мин последовательно измеряют оптическую плотность А каждой смеси (левую кювету сравнения, заполненную дистиллированной водой, не меняют в течение всей работы). Результаты измерений заносят в табл. 7.1. Т а б л и ц а 7.1
Оформление результатов. 1) Для каждой смеси рассчитывают концентрацию электролита в золе. 2) На миллиметровой бумаге строят график зависимости в координатах  . По графику определяют зоны коагуляции. Обсуждение полученных результатов. 1) Покажите, при каких концентрациях электролита-коагулятора золь канифоли устойчив, а при каких – неустойчив. 2) Покажите, при каких концентрациях электролита-коагулятора происходит перезарядка коллоидных частиц золя канифоли. 3) По графику определите порог быстрой коагуляции электролита Al(NO3)3.Темы для отчета. Оптические свойства дисперсных систем. Электрокинетический потенциал, влияние различных факторов на его величину. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||