To tylko jedna z 9 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Otrzymywanie i własności roztworów koloidalnych
Wstęp
Układy koloidalne są mieszaninami fizycznie i chemicznie niejednorodnymi i charakteryzują się określonym stopniem rozdrobnienia faz, przy czym jedna faza jest rozproszona w drugiej. Faza rozproszona (dyspersyjna) występuje w niewielkiej ilości w porównaniu z ilością drugiej fazy, która stanowi ciągły ośrodek dyspersyjny. Zarówno faza rozproszona jak i rozpraszająca mogą występować w dowolnych stanach skupienia. Jeśli wymiary fazy rozproszonej wynoszą 1-300 nm to taki stan nazywamy koloidalny. koloidy są układami termodynamicznie nietrwałymi. Jedno z podstawowych warunków stabilizacji większości układów koloidalnych jest ładunek elektryczny cząstek fazy rozproszonej.
Na powierzchni każdej cząstki występuje tzw. warstwa elektryczna:
warstwa nieruchoma utworzona silnie zaadsorbowanych jonów i dipoli, bezpośrednio na powierzchni cząstki koloidalnej
warstwa dyfuzyjna, w której jony i dipole są rozmieszczone w określony sposób, lecz znajdują się w pewnej odległości od powierzchni cząstek, są słabiej z nią zawiązane i mogą zmienić swe położenie.
W wyniku takiego rozmieszczenia jonów i dipoli powstaje różnica potencjału na granicy faz: cząstka koloidalna - ośrodek dyspersyjny. Szczególne znaczenie w badaniach (elektroforeza) na potencjał elektrokinetyczny. Zobojętnienie ładunków elektrycznych koloidów często prowadzi do zniszczenia stanu koloidalnego przez wydzielenie fazy zdyspergowanej w postaci większych skupisk. Zjawisko to, to koagulacja.
Koloidy można podzielić na dwie grupy:
liofobowe - nie ulegają solwatacji, gdyż są naładowane elektrycznie i obecność ładunku jest podstawowym warunkiem istnienia stanu koloidalnego. Układy te nie są trwałe, gdyż zobojętnienie ładunku prowadzi do koagulacji zolu.
liofilowe - ulegają silnej solwatacji i na ich powierzchni powstaje zwarta warstwa utworzona z cząstek rozpuszczalnika, która działa stabilizująco na cząstki liofilowe.
Na powierzchni cząstki liofilowej występuje także odpowiednie rozmieszczenie ładunków elektrycznych, ale ich zobojętnienie nie prowadzi do koagulacji. Dopiero usunięcie otoczki solwatacyjnej powoduje koagulację.
Stan koloidu w którym jego cząstki nie mają ładunku elektrycznego nazywany jest punktem izoelektrycznym koloidu. Koloidy liofilowe wykazują zawsze większą lepkość od lepkości czystego rozpuszczalnika. Lepkość ich może ponadto zależeć od wielkości ładunku elektrycznego zgromadzonego na cząstkach. Wielkość i znak ładunku cząstki zależą od pH roztworu żelatyny. Mierząc lepkość roztworów o różnych wartościach pH i jednakowych stężeniach żelatyny można określić warunki w których cząstki są elektrycznie obojętne. Można więc określić pH punktu izoelektrycznego gdyż w punkcie tym lepkość roztworu jest najmniejsza.
(…)
… jest rozcieńczony przez próbkę zolu.
Obliczyć stężenie molowe jonów wchodzących w skład danego elektrolitu, przy których zachodzi koagulacja. Stężenie molowe anionu to jego wartość koagulacyjna ponieważ uwodniony tlenek żelazowy stanowi zol dodatni.
Obliczyć względne wartości koagulacyjne badanych przeciwjonów przyjmując wartość koagulacyjną anionu (Fe(CN)6)-4 lub innego wskazanego asystenta za równą jednostce…
…)
Stężenie molowe
- lg f
lg f
Uwzględnienie wartości koagulacyjnej
kationu
anionu
…
… m CH3COOH; 0,1 m CH3COONa; 0,1 m Na2S2O3, 0,1 m H2SO4.
IV. Sposób wykonania ćwiczenia
Zespoły wykonują jedno lub dwa wybrane przez prowadzącego zadanie do wykonania.
Zadanie 1.
Sporządzić osiem do dziesięciu (po ok. 25 cm3) roztworów buforowych przez zmieszanie 0,1 m roztworów CH3COOH i CH3COONa (propozycje stosunków objętościowych wg tabelki).
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
0,1 m CH3COOH
30
30
30
30
20
10
5
7
8
2
3
15
0,1 m CH3COONa
2
4
5
10
20
30
30
30
30
40
40
20
zmierzyć pH otrzymanych roztworów buforowych
w podpisanych zlewkach umieścić uprzednio zważone (do 0,01 g) płytki żelatyny (suche płytki ważyć na szkiełkach zegarkowych o znanej masie)
po 60 minutach wylać (przez dekantację) roztwory, a pozostałą napęczniałą żelatynę ostrożnie osuszyć bibułą i ponownie zważyć na (uprzednio zważonych…
… agregat chaotycznie splątanych nitek, w których siatce zatrzymana jest pewna ilość wody (z biegiem czasu również takie cząstki uzyskują budowę krystaliczną).
Wzrost temperatury sprzyja uzyskiwaniu zoli krystalicznych.
Budowa chemiczna miceli przedstawiana jest w różny sposób w zależności od tego czy przeważa pogląd, że ładunek dodatni zapewniają miceli wbudowane w sieć krystaliczną hydratu tlenku żelazowego jony żelazowe, czy też dysocjacja wytworzonych na powierzchni cząstki zasadowych soli żelazowych.
Przyjmując, że jądro miceli składa się z neutralnej części wewnętrznej oraz nadającej mu ładunek, nierozerwalnie z nią związanej warstwy powierzchniowej (tzw. kompleksu jonogenowego) można przedstawić jego skład w następujący sposób. Część obojętna jądra ma na ogół budowę krystaliczną i stanowi…
…. Przed napełnieniem biurety roztworem kolejnego elektrolitu przemyć ją dokładnie najpierw wodą destylowaną a następnie badanym roztworem.
Otrzymane wyniki umieścić w tabeli 1:
Tabela 1
Elektrolit
Stężenie mol/dm3 Stężenie gR/dm3 Objętość elektrolitu cm3 I II III śred.
Łączna objętość mieszaniny w kolbce cm3 Stęż. elektrolitu powodujące koa-gulację gR/dm3 K4Fe(CN)6 0,25*10-3 1,0*10-3 K3Fe(CN)6 0,35*10-3 1,05*10-3 Al2…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)