Nr. ćwiczenia
6
Temat: Otrzymywanie i własności koloidów
grupa
Data wyk.
zespół
WSTĘP TEORETYCZNY.
Koloidy to mieszaniny niejednorodne pod względem fizycznym i chemicznym. Charakteryzują się określonym stopniem rozdrobnienia faz ( jedna z faz jest rozproszona w drugiej ). Faza rozproszona i faza rozpraszająca mogą występować w dowolnym stanie skupienia,ale pojęcie układu koloidalnego dotyczy fazy rozproszonej o wymiarach 1-300 nm.Koloidy otrzymujemy metodami dyspersyjnymi tj. polegającymi na zmniejszeniu rozmiarów cząstek o charakterze grubodyspersyjnym do rozmiarów koloidalnych; lub metodami kondensacyjnymi np.przez wydzielenie trudno rozpuszczalnych substancji z roztworu silnie rozcieńczonego na drodze reakcji chemicznej. Roztwory koloidalne są przeźroczyste i klarowne, charakteryzują się własnością rozpraszania światła ( efekt Tyndalla ). Charakterystyczne procesy, którym ulegają koloidy to: koagulacja - tendencja do łączenia się w większe agregaty (wytrącania się z roztworów); zwykle nie zachodzi samorzutnie, tylko w momencie, w którym zostanie osiągnięte całkowite zobojętnienie elektryczne czastek (punkt izoelektryczny); peptyzacja - zjawisko przechodzenia skoagulowanego osadu z powrotem w stan roztworu koloidalnego;
elektrofereza - zjawisko wędrówki cząstek koloidalnych pod wpływem pola elektrycznego.
Wśród koloidów wyróżniamy:
liofobowe - nie ulegające solwatacji (nietrwałe)
liofilowe - w przypadku których solwatacja działa stabilizująco.
2. OPIS ĆWICZENIA
Celem ćwiczenia jest otrzymanie zolu uwodnionego tlenku żelazowego poprzez hydrolizę FeCl3 , a następnie jego koagulację pod wpływem elektrolitu. Reakcja przeprowadzana jest w temp. 100° poprzez wkroplenie roztworu 0,25n FeCl3 do wrzącej wody. Podczas hydrolizy powstają stopniowo sole zasadowe o coraz niższej rzędowości, aż do powstania Fe(OH)3, praktycznie nierozpuszczalnego w H2O
FeCl3 + H2O = Fe(OH)Cl2 + HCl
Fe(OH)Cl2 + H2O = Fe(OH)2Cl + HCl
Fe(OH)2Cl + H2O = Fe(OH)3 + HCl
Strącający się Fe(OH)3, wydziela sie z roztworu w postaci submikroskopowych kryształów Fe2O3 * nH2O.
Jednocześnie z tym procesem zachodzi adsorbcja jonów Fe3+ na powierzchni kryształów (z wbudowaniem ich w sieć krystaliczną), oraz reakcje, w wyniku których do roztworu uwolnione zostają jony Cl- (adsorbcja Fe3+ na powierzchni kryształów soli zasadowych, reakcje powierzchniowe Fe(OH)
(…)
… jonowej mieszaniny (elektrolit + FeCl3)
J
J 0,5
K4(Fe(CN)6)+FeCl3
0,5
0,71
K3(Fe(CN)6) +FeCl3
0,5
0,71
Na2SO4+FeCl3
0,53
0,73
Użyty wzór:
gdzie:
J- siła jonowa
Ci- stężenie molowe jonu
zi - ładunek jonu
Obliczenie współczynników aktywności zgodnie z prawem Debye'a - Hückla.
log f
f
K4(Fe(CN)6)+FeCl3
-1,425
0,037
K3(Fe(CN)6) +FeCl3
-1,07
0,085
Na2SO4+FeCl3
-0,74
0,18
Użyty wzór:
gdzie:
f - współczynnik aktywności
z+- ładunek kationu
z- - ładunek anionu
J - siła jonowa
Obliczenie względnych wartości koagulacyjnych przeciwjonów przyjmując wartość koagulacyjną Fe(CN)64 - za równą jednostce.
Stężenie anionu [mol/l]
Wzgl. wartość koagulacyjna
K4(Fe(CN)6)
2,5 10- 4 1
K3(Fe(CN)6)
3,34 10- 4 1,34
Na2SO4
9,93 10-3 39,7
Użyty wzór:
gdzie
x- względna wartość koagulacyjna Cz- wartość koagulacyjna poszczególnych…
…. Miareczkowanie próbki zolu (10 ml) roztworem elektrolitu do momentu zaobserwowania zmętnienia (zajścia koagulacji).
OBLICZENIA.
4.1.Przeliczenie stężeń roztworów
FeCl3
K4(Fe(CN)6)
K3(Fe(CN)6)
Na2SO4
zadana objętość [ml]
1000
250
250
500
zadane stężenie n
0,25
0,001
0,001
0,02
masa molowa [g/mol]
162,5
368
329
322,21
gramorównoważnik Eq [val]
54,17
92
109,6
161,1
stężenie Eq/l [g]
13,5
0,092
0,11
3,2
stężenie…
… submikroskopowych kryształów Fe2O3 * nH2O.
Jednocześnie z tym procesem zachodzi adsorbcja jonów Fe3+ na powierzchni kryształów (z wbudowaniem ich w sieć krystaliczną), oraz reakcje, w wyniku których do roztworu uwolnione zostają jony Cl- (adsorbcja Fe3+ na powierzchni kryształów soli zasadowych, reakcje powierzchniowe Fe(OH)3 z solami żelaza). Wszystkie te procesy powodują, że cząstki hydratu Fe(OH)3 uzyskują…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)