1-8. Противоионы диффузного слоя в золе, полученном по приведенной реакции (табл. 2.2), перемещаются к катоду (отрицательный электрод). Как заряжены частицы дисперсной фазы золя? Какое вещество было взято в избытке для получения данного золя? Составить схему мицеллы золя.
Таблица 2.2
№ задачи
Золь
Реакция
PbSO4
Pb(NO3)2 + Na2SO4
Cu(ОН)l2
CuCl2 + NaOH
PbI2
Pb(CHСOO)2 + KI
H2SiO3
HCl + Na2SiO3
BaSO4
BaCl2 + Na2SO4
CuS
CuCl2 + H2S
Sb2S3
SbCl3 + Na2S
AgCl
AgNO3 + KCl
9–15. Для получения золя смешали растворы А и Б (табл. 2.3). Какое вещество надо взять в избытке, чтобы получить золь с положительно заряженными частицами? Составьте схему мицеллы.
Таблица 2.3
№ задачи
Раствор А
Раствор Б
AgNO3
KI
FeCl2
Na2S
KI
Pb(NO3)2
Na2S
Cd(NO3)2
Na2SO4
BaCl2
K2SiO3
HNO3
AgNO3
KBr
16. Какой объем раствора AgNO3 с СЭК = 0,018 моль экв/л надо прибавить к 0,025 л раствора НCl с СЭК = 0,16 моль экв/л, чтобы получить отрицательно заряженные частицы золя AgCl? Составьте схему мицеллы.
17. Какой объем раствора FeCl3 с СЭК = 0,003 моль экв/л надо прибавить к 0,03 л раствора AgNO3 с СЭК = 0,002 моль экв/л, чтобы частицы золя AgСl в электрическом поле двигались к аноду (положительный электрод)? Составьте схему мицеллы.
18. Какой объем 0,001 М раствора АlСl3 надо прибавить к 0,02 л раствора Н2S с СЭК = 0,003 моль экв/л, чтобы образовался золь с отрицательно заряженными частицами? Составьте схему мицеллы.
19. Какой объем раствора KI с СЭК = 0,0025 моль экв/л надо прибавить к 0,035 л раствора Pb(NO3)2 с СЭК = 0,003 моль экв/л, чтобы получить золь РbI2 с отрицательно заряженными частицами? Составьте схему мицеллы золя.
20. Какой объем раствора NaOH с СЭК = 0,002 моль экв/л надо добавить к 0,003 л раствора Fe2(SO4)3 с СЭК = 0,0003 моль экв/л, чтобы получить золь Fe(ОН)3 с положительно заряженными частицами? Составьте схему мицеллы золя.
21 - 30. Для получения гидрофобного золя используется реакция между веществами А и Б, взятыми в виде растворов с концентрациями СА и СБ в объемах VА и VБ. Определите заряд частиц дисперсной фазы и составьте схему мицеллы (табл. 2.4).
Таблица 2.4
№
задачи
Раствор А
C ЭК, А
( моль экв/л)
VA, л
Раствор Б
СЭК, Б
(моль экв/л)
VБ, л
NaOH
0,002
0,020
Fe2(SO4)3
0,0003
0,030
KI
0,001
0,010
Pb(NO3)2
0,0025
0,015
AgNO3
0,005
0,028
KCl
0,0100
0,020
Na2S
0,003
0,015
CuSO4
0,0020
0,035
KBr
0,007
0,010
AgNO3
0,0003
0,040
Pb(NO3)2
0,001
0,020
K2S
0,0025
0,020
CuCl2
0,001
0,045
Na2S
0,0010
0,030
SbCl3
0,005
0,020
Na2S
0,0004
0,030
Na2SiO3
0,004
0,015
HCl
0,0020
0,015
FeCl3
0,003
0,030
NaOH
0,0050
0,030
31. Вычислите порог коагуляции золя раствором сульфата натрия, если добавление 0,003 л Na2SO4 с СЭК = 0,1 моль экв/л вызывает коагуляцию 0,015 л золя.
32. Какой объем раствора FeСl3 с СЭК = 0,0002 моль экв/л потребуется для коагуляции 0,025 л золя сульфида мышьяка, если порог коагуляции FeСl3 = 0,067 ммоль экв /л?
33. Вычислите порог коагуляции золя раствором K2SO4, если добавление 0,002 л раствора K2SO4 с СЭК = 0,15 моль экв/л вызывает коагуляцию 0,02 л золя.
34. Какой объем раствора Сr(NО3)3 с СЭК = 0,0003 моль экв/л требуется для коагуляции 0,02 л золя сульфида мышьяка, если порог коагуляции Сг(NO3)3 = 0,060 ммоль экв/л?
35. Вычислите порог коагуляции золя раствором сульфата аммония, если добавление 0,01л (NН4)2SO4 с СЭК = 0,3 моль экв/л вызывает коагуляцию 0,015 л золя.
36. В две колбы налито по 0,1 л золя гидроксида железа. Коагуляция золя в первой колбе наступила при добавлении 0,01 л раствора NН4Сl с СЭК = 1 моль экв/л, во второй при добавлении 0,064 л раствора Nа2SО4 с СЭК = 0,01 моль экв/л. Вычислите порог коагуляции для каждого электролита и определите знак заряда частиц золя.
37. Частицы золя йодида серебра заряжены отрицательно. Порог коагуляции этого золя нитратом лития равен 165 ммоль экв/л. Вычислите пороги коагуляции этого золя нитратами бария и алюминия.
38. В две колбы налито по 0,1 л золя гидроксида железа. Коагуляция золя в первой наступила при добавлении 0,063 л раствора Nа2SО4 с СЭК = 0,01 моль экв/л, а во второй при добавлении 0,037 л раствора Nа3РО4 с СЭК = 0,001 моль экв/л. Вычислите порог коагуляции золя для каждого электролита и определите знак заряда частиц золя.
39. Порог коагуляции золя оксида мышьяка хлоридом алюминия равен 0,093 ммоль экв/л. Вычислите молярную концентрацию эквивалента СЭК раствора АlСl3, 0,0008 л которого хватило для коагуляции 0,125 л золя.
40. В две колбы налито по 0,1 л золя гидроксида алюминия. Коагуляция золя в первой колбе наступает при добавлении 0,02 л раствора NН4Сl с СЭК = 0,05 моль экв/л, во второй при добавлении 0,037 л раствора Nа3РО4 с СЭК = 0,001 моль экв/л. Вычислите порог коагуляции для каждого электролита и определите знак заряда частиц золя.
41. Порог коагуляции золя оксида мышьяка нитратом железа равен 0,067 ммоль экв/л. Какой концентрации СЭК нужно взять раствор Fе(NО3)3, чтобы 0,0006 л его вызвали коагуляцию 0,12 л золя?
42. Для коагуляции 0,05 л золя сульфида мышьяка Аs2S3 в первом случае взяли 0,005 л раствора NН4Сl с СЭК = 2 моль экв/л, во втором - 0,005 л раствора Na2SO4 с СЭК = 0,03 моль экв/л. Рассчитайте, у какого из данных электролитов меньший порог коагуляции для золя Аs2S3 и определите знак заряда частиц золя.
43. Для коагуляции 0,05 л золя сульфида мышьяка Аs2S3 в первом случае взяли 0,0025 л раствора NаСl с СЭК. = 4 моль экв/л, во втором - 0,004 л раствора K3[Fe(CN)6] с СЭК = 0,0005 моль экв/л. Рассчитайте, у какого из данных электролитов меньший порог коагуляции и определите знак заряда частиц золя.
44. Для коагуляции 0,05 л золя сульфида мышьяка Аs2S3 в первом случае взяли 0,07 л раствора К2SO4 с СЭК. = 0,02 моль экв/л, во втором - 0,002 л раствора К3РО4 с СЭК. = 0,001 моль экв/л. Рассчитайте, у какого из данных электролитов меньший порог коагуляции для золя Аs2S3 и определите знак заряда частиц золя.
45. Порог коагуляции золя хлорида серебра хлоридом алюминия равен 0,41 ммоль экв/л. Какой объем раствора Аl(NO3)3 с СЭК = 0,001 моль экв/л нужно взять, чтобы вызвать коагуляцию 0,01 л этого золя?
Варианты домашнего задания
№ варианта
№ задачи
Лабораторная работа
«Получение и свойства коллоидных систем»
Целью данной работыявляется ознакомление с различными способами получения коллоидных систем и с некоторыми их свойствами.
Опыт 1.Получение золя крахмала
1. Немного крахмала насыпьте в пробирку, прилейте воды, взболтайте и профильтруйте.
2. Немного крахмала насыпьте в ступку, добавьте небольшое количество воды, чтобы получилась густая кашица, и тщательно разотрите пестиком. Растертую кашицу разбавьте водой и профильтруйте через тот же фильтр, перенеся его в чистую пробирку.
3. К обоим фильтратам прибавьте по нескольку капель раствора йода.
Что наблюдается? Чем объясняется окрашивание раствора? В какой из пробирок получился золь? Каким методом получен золь крахмала?
Опыт 2. Получение золя канифоли
Небольшое количество спиртового раствора канифоли прибавьте по каплям к 10 мл воды в пробирке при постоянном взбалтывании до образования сильно опалесцирующего золя.
Чем объясняется явление опалесценции в коллоидных системах? Каким методом получен золь канифоли?
Опыт 3. Получение и коагуляция золя гидрата окиси железа
1. Нагрейте 100 мл дистиллированной воды в колбе до кипения.
2. В кипящую воду прибавьте небольшими порциями 5 мл раствора FеСl3. Сравните окраску полученного золя с окраской исходного раствора FеСl3. Напишите уравнение реакции гидролиза, происходящего при взаимодействии FеСl3 с водой.
3. Налейте в 3 пробирки по 5 мл полученного золя Fе(ОН)3. Прибавляйте из бюретки по каплям при постоянном взбалтывании в одну из пробирок раствор КСl, в другую – раствор Na2SO4 и в третью – раствор К3[Fе(СN)6]. Запишите число капель раствора электролита, пошедшее на коагуляцию в каждом случае. Пересчитайте число капель раствора КСl, необходимое для коагуляции, на раствор с молярной концентрацией 0,02 моль/л. Результаты оформите по образцу табл. 2.5.
пересчитанное на раствор, с концент-рацией 0,02 моль/л
КСl
[КСl] = 3
Na2SO4
[Na2SO4] = 0,02
К3[Fе(СN)6]
[К3[Fе(СN)6] = 0,02
Какой ион электролита является коагулянтом для золя Fe(ОН)3 в каждом из трех случаев? Какой заряд имеет частица золя гидрата окиси железа?
Напишите схему мицеллы золя гидрата окиси железа.
Опыт 4. Определение порога коагуляции золяFе(ОН)3
Полученный в опыте 4 золь Fe(ОН)3 разлейте по 10 мл в пять нумерованных пробирок. В 1-ю пробирку прилейте с помощью пипетки
0,5 мл раствора Na2SO4 с СЭК = 0,002 моль экв/л, являющегося коагулянтом для данного золя. В каждую последующую пробирку прилейте на 0,5 мл раствора больше, чем в предыдущую, т.е. во 2 - ю пробирку - 1 мл, в 3 - ю – 1,5 мл и т.д., причем после добавления раствора соли пробирку встряхивайте до равномерного перемешивания смеси. Прибавляйте электролит, наблюдая, в какой из пробирок, т.е. от какого количества коагулянта, появится устойчивое помутнение, и через некоторое время произойдет явная коагуляция. Этот минимальный объем электролита и будет определять порог коагуляции данного золя в условиях опыта. Вычислите порог коагуляции.
Опыт 5. Взаимная коагуляция золей гидрата окиси железа и берлинской лазури
1. Налейте в колбу 50 мл дистиллированной воды, прибавьте 20 капель 2%-ного раствора К4[Fe (CN)6] и хорошо перемешайте. Затем при постоянном перемешивании добавьте 5 капель 2%-ного раствора FeСl3. Образуется прозрачный золь берлинской лазури, окрашенный в синий цвет.
2. Налейте в пробирку 10 мл золя берлинской лазури и постепенно по стенке пробирки пипеткой добавьте такой же объем золя Fe(ОН)3. Не взбалтывайте! Осторожно поставьте пробирку в штатив и через некоторое время посмотрите. Что наблюдается? Какой заряд имеют частицы золя берлинской лазури? Напишите уравнение реакции получения золя берлинской лазури и составьте схему мицеллы.