Коагулированный золь обладает бóльшим светорассеянием (бóльшей мутностью) по сравнению с некоагулированным золем. Это может быть использовано для определения зон коагуляции оптическим методом с помощью фотоэлектроколориметра (ФЭКа).
Зависимость мутности золя τ от концентрации коагулирующего электролита (иона) изображена на рис. 40а.1.
 |
Рис.40а.1. Зависимость мутности золя от логарифма концентрации коагулирующего иона.
В зоне I золь устойчив и величина τ имеет небольшое значение. Увеличение концентрации коагулирующего иона приводит к коагуляции золя (II зона), однако дальнейший рост концентрации коагулирующего электролита приводит к перезарядке золя, и появлению новой зоны устойчивости золя (III зона). Наконец, при еще бóльших концентрациях коагулирующего иона наступает вторая зона коагуляции (IV зона), связанная со сжатием двойного электрического слоя, существующего вокруг частиц.
В данной работе исследуют зоны коагуляции или так называемые “неправильные ряды” на примере коагуляции отрицательно заряженного золя AgJ раствором Al(NO3)3 в области концентраций 10-6 - 3.10-4 М. Золь получают непосредственно в кювете, в которой в дальнейшем производится измерение оптической плотности D.
Золь для каждого измерения готовится заново, и объем золя в кювете всегда составляет 21 мл. При этом компоненты в кювету наливают, строго соблюдая указанный порядок: сначала в кювету наливается необходимое количество дистиллированной воды, затем добавляют раствор Al(NO3)3 из соответствующей пробирки (см. таблицу 40а.1), 10 мл раствора AgNO3 и 10 мл раствора KJ (объем получающегося золя в кювете всегда составляет 21 мл).
Растворы AgNO3 и KJ необходимой концентрации находятся на рабочем месте в бюретках, растворы Al(NO3)3 с концентрациями 2.1.10-4, 2.1.10-3, 2.1.10-2 М – в трех отдельных пробирках, пронумерованных по возрастанию концентрации. Общий объем воды и раствора нитрата алюминия составляет 1 мл, а соотношение между ними задано в таблице 40а.1. Требуемое количество воды и раствора Al(NO3)3 рекомендуется вливать в кювету по разности начального и конечного объемов раствора в пипетке. Для выполнения работы выдаются две пипетки: одна для воды и вторая – для Al(NO3)3, причем перед выполнением работы обе пипетки промываются.
После смешения всех четырех компонентов включают секундомер и содержимое кюветы тщательно перемешивают, осторожно продувая грушей воздух через пипетку, носик которой подносят к поверхности раствора в кювете. Затем кювета помещается в ФЭК, и оптическую плотность D5 измеряют по три раза подряд на синем светофильтре через 5 минут после смешения растворов; при этом раствором сравнения служит дистиллированная вода (21 мл воды наливают из бюретки в оставшуюся кювету, и устанавливают ее в дальний кюветодержатель ФЭКа). После проведенных измерений золь выливается, кювета тщательно ополаскивается дистиллированной водой над сливной емкостью, и аналогичные эксперименты проводятся с бóльшими количествами коагулирующего электролита.
Полученные данные заносятся в таблицу 40а.1, проверяя каждые пять последовательных измерений оптической плотности у преподавателя.
Таблица 40а.1.
| № про-бир-ки | № опы-та | H2O, мл | Al(NO3)3, мл | Сисх М |  в золе, М
| -lg C | D5 |
| τ5, см-1 |
| I | 1.0 | 0.0 | 2.1∙10-4 |
| 0.08 0.06 0.07 | 0.08 | 0.037 | ||
| 0.9 | 0.1 | 1∙10-6 | 0.11 0.11 0.11 | 0.11 | 0.051 | ||||
| 0.8 | 0.2 | 2∙10-6 | 5.7 | 0.13 0.10 0.10 | 0.11 | 0.051 | |||
| 0.7 | 0.3 | 3∙10-6 | 5.5 | 0.22 0.21 0.23 | 0.22 | 0.101 | |||
| 0.5 | 0.5 | 5∙10-6 | 5.3 | 0.27 0.28 0.28 | 0.28 | 0.129 | |||
| 0.0 | 1.0 | 1∙10-5 | 5.0 | 0.10 0.14 0.14 | 0.13 | 0.060 | |||
| II | 0.8 | 0.2 | 2.1∙10-3 | 2∙10-5 | 4.7 | 0.12 0.12 0.12 | 0.12 | 0.055 | |
| 0.5 | 0.5 | 5∙10-5 | 4.3 | 0.19 0.17 0.15 | 0.17 | 0.078 | |||
| 0.0 | 1.0 | 1∙10-4 | 4.0 | 0.25 0.25 0.20 | 0.23 | 0.106 | |||
| III | 0.8 | 0.2 | 2.1∙10-2 | 2∙10-4 | 3.7 | 0.27 0.29 0.30 | 0.29 | 0.133 | |
| 0.7 | 0.3 | 3∙10-4 | 3.5 | 0.29 0.29 0.29 | 0.29 | 0.133 |
Результаты трех повторных измерений усредняют, после чего из величин вычисляются значения τ5 по формуле τ5 = 
, где l – толщина слоя среды (в см), через который проходит луч в кювете (в нашем случае l = 5 см). На основании полученных результатов строится зависимость τ5 от логарифма концентрации коагулирующего иона (рис. 40а.1). На графике необходимо указать зоны коагуляции и зоны устойчивости золя.
