Изучение разновидностей дисперсных систем и их свойств.

 

Оборудование и реактивы

Штатив с пробирками. Пробиркодержатель. Спиртовка. Стеклянная палочка. Зеркало. Лупа. Мел (порошок). Масло. Растворы: мыла (1%), хлорида железа(III) (0,5 М), сульфата натрия (0,5 М), хлорида натрия (0,5 М и насыщенный).

 

Опыт 1. Получение суспензии мела в воде

Налить в пробирку до половины ее объема дистиллированную воду, внести в нее один шпатель растертого в порошок мела и сильно взболтать. Наблюдать постепенное расслоение полученной суспензии. Перенести стеклянной палочкой 2...3 капли мутной жидкости на зеркало и рассмотреть суспензию через лупу. Что представляет собой эта суспензия? Что является в данной суспензии дисперсной фазой и дисперсионной средой?

 

Опыт 2. Получение эмульсии масла в воде

В две пробирки до половины их объёма налить воду и в каждую внести по 8...10 капель масла. В одну из пробирок добавить 10 капель 1 % раствора мыла. Обе пробирки плотно закрыть пробками и сильно встряхнуть. В какой из пробирок получается стойкая эмульсия? Почему?

 

Опыт 3. Получение коллоидного раствора гидроксида железа (III)

В большую пробирку ёмкостью 50 мл налить 20 мл дистиллированной воды. Нагреть на спиртовке до кипения. В приготовленную воду при перемешивании стеклянной палочкой постепенно ввести 30 капель раствора хлорида трехвалентного железа. Полученный раствор снова нагреть и кипятить в течение 1...2 минут. Отметить цвет образовавшегося золя гидроксида железа. Сохранить пробирку с раствором до следующего опыта. Написать молекулярное и ионное уравнения реакций гидролиза хлорида железа, протекающих при данных условиях до образования гидроксида железа. Учитывая, что гидролиз обратим и часть хлорида железа остаётся в растворе, указать те ионы, которые должны адсорбироваться на поверхности коллоидной частицы гидроксида железа. Написать структуру мицелы гидроксида железа. Каков знак заряда её гранул?

Опыт 4. Коагуляция коллоидных растворов

Налить в 3 пробирки до половины их объема полученный в опыте 3 золь гидроксида железа (III) (остаток золя сохранить). В одну пробирку добавить 1...2 капли 0,5 М раствора сульфата натрия, в другую 1...2 капли 0,5 М раствора хлорида натрия, в третью - насыщенный раствор хлорида натрия до появления мути. От действия какого реактива золь гидроксида железа мутнеет? Объяснить, почему золь гидроксида железа мутнеет при добавлении электролитов. Учитывая знак заряда гранулы гидроксида железа, указать те ионы, которые вызвали коагуляцию. Какой из этих ионов проявил наибольшую способность? Чем это объяснить?

 

Контрольные вопросы

 

1. Какие дисперсные системы называются: а) лиофильными; б) лиофобными?

2. Дать определение дисперсных систем: а) пена; б) взвеси; в) суспензии;

г) эмульсии.

3. Что понимают под дисперсностью вещества?

4. Что называется: а) золем; б) гелем; в) гидрозолем; г) гидрогелем?

5. В чём заключаются явления: а) коагуляции; б) седиментации?

6. От каких факторов зависит устойчивость коллоидных растворов?

7. Как влияет нагревание на устойчивость коллоидных систем?

8. Каково строение мицеллы коллоидного раствора сульфата бария, полученного реакцией взаимодействия а) хлорида бария с избытком сульфата натрия; б) сульфата натрия с избытком хлорида бария?

 

Список литературы

1. Глинка Н.Л. Общая химия.– М.: Интеграл – пресс, 2000.-728 c.

2. Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии: учеб. пособие для вузов/ под ред. В.А. Рабиновича и Х.М. Рубиной.-24-е изд., стереотипное. – М.: Интеграл – пресс, 1997.-240 c.

3. Егоров А.С., Шацкая К.П., Иванченко Н.М. и др. Химия: пособие– репетитор для поступающих в вузы.-8-е изд.–Ростов-на-Дону: Феникс, 2003. – 768 с.

4. Фролов В.И., Курохтина Т.М., Дымова З.Н. и др. Практикум по общей и неорганической химии.–2-е изд.-М.: Дрофа, 2002.–304 с.

5. Ахметов Н.С., Азизова М.К., Бадыгина Л.И. Лабораторные и семинарские занятия по общей и неорганической химии.-4-е изд.–М.: Высшая школа, 2002.–368 с.

6. Аналитическая химия: учеб. пособие/ Е.В. Барковский, С.В. Ткачёв.-Мн.: Выш. шк., 2004.-351 с.

7. Практикум по общей химии: учеб. пособие/ под ред. С.Ф. Дунаева..-4-е изд., перераб. и доп.–М.: Изд-во МГУ, 2005.-336 c.

8. Сухарева И.А., Мазитова А.К., Кузнецов А.М. Коррозия как окислительно-восстановительный процесс: учеб. пособие.-Уфа: Изд-во УГНТУ, 2005.-87с.

9. Хамаев В.Х., Михайлюк Ю.И., Шаймарданов Н.М., Мазитова А.К. Лабораторный практикум по химии для студентов нехимических специальностей.-Уфа: Изд-во УГНТУ, 2000.-ч.1.-39 с.

10. Джейн Вертхейм, Крис Окслэйд, Коринн Стокли. Иллюстрированный словарь по химии. - М.: Астрель, 2005.-128 с.

 

 

 

Приложение 1

Коэффициенты активности ¦ ионов при ионных силах раствора

Ионная сила раствора I	Заряд иона z	Ионная сила раствора I	Заряд иона z
±1	±2	±3	±1	±2	±3
0,001	0,98	0,78	0,73	0,1	0,81	0,44	0,16
0,002	0,97	0,74	0,66	0,2	0,80	0,41	0,14
0,005	0,95	0,66	0,55	0,3	0,81	0,42	0,14
0,01	0,92	0,60	0,47	0,4	0,82	0,45	0,17
0,02	0,90	0,53	0,37	0,5	0,84	0,50	0,21
0,05	0,84	0,50	0,21

Приложение 2

Термодинамическая константа растворимости (произведение растворимости) труднорастворимых в воде электролитов при 25 ⁰С

 

Электролит	К0S (ПР)	Электролит	К0S (ПР)
AgBr	6,3×10-13	Cu(OH)2	2,2×10-20
AgCl	1,8×10-10	CuS	6,0×10-36
Ag2CrO4	4,0×10-12	Fe(OH)2	1,0×10-15
AgJ	1,1×10-16	Fe(OH)3	3,8×10-38
Ag2S	5,9×10-50	FeS	5,0×10-18
Ag2SO4	2,0×10-5	HgS	1,6×10-52
BaCO3	4,9×10-9	MnS	2,5×10-10
BaSO4	1,1×10-10	PbCl2	2,0×10-5
CaCO3	5,0×10-9	PbBr2	9,1×10-6
CaC2O4	1,8×10-9	PbCrO4	1,8×10-14
CaF2	4,0×10-11	PbI2	8,0×10-9
CaSO4	1,1×10-5	PbS	1,0×10-27
Ca(OH)2	3,1×10-5	PbSO4	1,6×10-8
Ca3(PO4)2	1,0×10-29	SrSO4	3,2×10-7
Cd(OH)2	2,6×10-14	Zn(OH)2	1,0×10-17
CdS	7,9×10-27	ZnS	1,6×10-24

Приложение 3