Көбік алу. № 4 Зертханалық жұмыс. Тақырыбы «Коллоид жүйені алу»

Кө бік алу

Ө лшегіш цилиндрге 100 мл дистилденген су жә не 1 мл сұ йық сабын қ ұ яды. Қ оспаны 15-20 сек қ атты шайқ айды. Кө біктің кө лемін бақ ылайды жә не секундомер арқ ылы кө біктің уақ ыт барысында ө згеруін анық тайды. Осы тә жірибе 3 рет қ айталанады: ертінді 2, 4, 8 есе сұ йытылады. Нә тижесінде кесте жә не график тү рінде кө рсетіледі.

№ 4 Зертханалық жұ мыс

Тақ ырыбы «Коллоид жү йені алу»

Мақ саты: Коллоид жү йені алу, қ асиеттерін зерттеу

Теориялық кіріспе:

Коллоидты ерітінділер дисперстілік дә режесі бойынша ірі дисперсті жү йелер мен нағ ыз ерітінділер аралығ ындағ ы аралық кү йде болатындық тан, Cведберг оларды алуды екі ә діске жіктеді: 1) Ұ нтақ тау немесе диспергация (латынша dispegere – себу, шашу); 2) Молекулаларды ірілендіру (агрегация) немесе конденсациялық ә діс (латынша aggregare – қ осу, біріктіру). Сондай-ақ пептизация жә не ө здігінен диспергация ә дісімен де алуғ а болады. Пептизация дегеніміз коагуляция кезінде тү зілген тұ нбаларды коллоидты ерітіндіге ө ткізу. Дисперсті фазаның дисперсті ортада ө здігінен диспергациялануы арқ ылы да кейбір жағ дайларда коллоидты ерітінділер тү зілуі мү мкін. Коллоидтық жү йелерді алудың басты екі шарты:
Дисперсті фазаның дисперсті ортада ерімеуі немесе аз еруі;
Бө лшектер тү зілетін ортада осы бө лшектерді стабилизациялайтын заттардың болуы, ал конденация ә дісінде бө лшектердің ө суін баяулататын немесе тоқ тататын заттардың болуы. Мұ ндай заттар жү йеге енгізілетін бө где заттар немесе дисперсті фазаның дисперсті ортамен ә рекеттесуі кезінде тү зілетін қ осылыстар да болуы мү мкін. Осындай заттарды стабилизатор (тұ рақ тандырғ ыш) деп атайды.

Диспергация ә діс. Диспергация кезінде жұ мсалатын энергия мө лшерінің кө птігі есебінен меншікті бет ө те жоғ ары болады. Диспергирлеу жолымен коллоидты ерітінділерді алу ү шін ә ртү рлі ә дістер қ олданылады. Олардың ең кө п таралғ андары затты стабилизатор қ атысында арнаулы келіде механикалық жолмен ү гіту, сондай – ақ Петров жалынында электрлік ыдырату.

Конденсация ә дісі. Диспергирлеу ә дісімен салыстырғ анда, конденсация ә дісі сансыз кө п, алуан тү рлі жә не кең қ олданысқ а ие. Бұ л конденсация процесі кезінде меншіктік бет пен жү йенің бос энергиясының азаюымен тү сіндіріледі. Конденсацияның (іріленудің ) екі тү рі болады: физикалық конденсация жә не химиялық конденсация.

Зертханалық практикада жә не техникада кең інен таралғ ан коллоидты жү йелерді алу ә дістерінің бірі еріткішті ауыстыру ә дісі. Ол зат ерігіш кү йден ерімейтін немесе аз еритін кү йге дейін ауысатындай етіп ортаны ауыстыруғ а негізделген. Бұ л ә діс берілген заттың бастапқ ыда болғ ан коллоидтық емес кү йден коллоидты кү йге ауысуына негізделген. Мұ ндай ә дісті жалпы тү рде физикалық конденсация ә дісі деп атайды.

Зольдерді алудың жиі қ олданылатын ә дістерінің екінші тобына нә тижесінде ерімейтін немесе қ иын еритін заттар тү зілетін ерітіндідегі химиялық реакцияны жү ргізуге негізделген ә дістер жатады. Мұ ндай ә дістер химиялық конденсация ә дісі деп аталады.

Коллоидты жү йелерді алудың конденсациялық ә дісінде ү ш ә дісті біріктіріп қ арастыруғ а болады: 1) ұ шқ ыш заттар молекулаларының неғ ұ рлым ірі бө лшектер тү зу конденсациясы; 2) зат ерігіш кү йден ерімейтін немесе аз еритін кү йге ауысатындай етіп ортаны ауыстыру; 3) қ иын еритін заттар тү зе отырып ерітіндіде химиялық реакция жү ргізу.

Конденсация кезінде ү немі сақ талатын жағ дайлар тө мендегідей:

1) дисперстік ортада дисперстік фаза тү зетін заттардың ерігіштігінің тө мендігі; 2) жү йенің кинетикалық тұ рақ тылығ ы сақ талатындай, яғ ни конденсация дисперстіліктің коллоидтық дә режесінде тоқ тайтындай дисперстілік дә режесін таң дау; 3) алынғ ан бө лшектердің тұ рақ ты болатындай бө лшектер мен орта ә рекеттесуін қ амтамасыз ету.

Пептизация ә дісі. Іс жү зінде суда ерімейтін кө птеген тұ нбалар кейбір заттар ә серінен коллоидты ерітіндіге айналады. Ақ уыздардың пептин ә серінен еруін пептизацияғ а сырттай ұ қ сатып, осы терминді алғ аш Грэм енгізді. Пептизация тұ нбаны шаю кезінде немесе арнайы заттар – пептизаторлар қ осу кезінде жү реді. Бұ л кезде тұ нбадан коагуляциялаушы иондар кетіріледі немесе иондар тұ нбаның коллоидты бө лшектерінің бетіне адсорбцияланады. Бұ л қ ос электр қ абатының тү зілуіне немесе коллоидты бө лшектердің айналасында сольватты қ абаттың пайда болуына ә келеді. Тү зілген қ абат бө лшектер арасындағ ы жабысу кү шін ә лсіретеді. Осылайша босағ ан бө лшектер жылулық қ озғ алыс есебінен сұ йық тық кө леміне еркін таралады. Яғ ни, пептизация коагуляция процесіне кері процесс деп айтуғ а да болады. Пептизацияғ а рекристаллизация жә не ескіру процестері кедергі келтіреді. Тұ нбаны пептизациялап лиозоль алу ү шін бө лшектің барлық беті адсорбцияланғ ан пептизатормен қ апталуы шарт емес. Мысалы Фаянс кү міс бромидінің тұ рақ ты золі тү зілу ү шін оның бө лшектерінің бетін пептизатор ретінде қ осылғ ан бромид ионы бар электролит тек ¼ не 1/10 бө лігін қ аптаса жеткілікті екенін анық тады. Алайда пептизатор мө лшеріне алынғ ан зольдегі бө лшектер дисперстілігі тә уелді: пептизатордың аз мө лшері қ осылса бірнеше біріншілей бө лшектерден тұ ратын жоғ ары ретті бө лшектер, ал пептизатордың кө п мө лшері қ осылса жекелеген біріншілей бө лшектер тү зіледі. Жү йені араластыру жә не температурасын кө теру пептизация жылдамдығ ын арттырады. Пептизация кезінде пептизацияланғ ан зат мө лшері, алынғ ан тұ нба жә не пептизатор арасында белгілі бір тә уелділік байқ алады. Бұ л тә уелділікті Во. Оствальд жә не Бузаг зерттеген. Ол тұ нба ережесі деп аталады. Пептизация тікелей жә не жанама деп екіге бө лінеді. Егер тү йіршік бетіне оларды ажыратпас (бө лмес) бұ рын қ осылғ ан пептизатор (дә лірек айтсақ, оның иондары) адсорбцияланса, ол тікелей пептизация деп, ал тү йіршік бетіне пептизатордың дисперсті фаза заттарымен ә рекеттесуінің нә тижесінде алынғ ан ө німі (дә лірек айтсақ, тағ ы да алынғ ан пептизатор иондары) адсорбцияланса, ол жанама пептизация деп аталады.

Эксперименттің ә дістемесі:

I. Адсорбционды пептизация

1. Темір фосфаты золі

FeCl₃+Na₂HPO₄+CH₃COONa→ FePO₄↓ +3NaCl+CH₃COOH

10 мл суғ а 20 тамшы қ анық қ ан FeCl₃ жә не 10 тамшы 2 масс. ү лес, %, CH₃COONa ерітіндісін қ осады. Бұ л ерітіндіге араластыра отырып, конц. 10 масс. ү лес, %, Na₂HPO₄ерітіндісін тамшылап қ осады (темір фосфатынан ерімейтін ү гінділер тү зілгенше) жасайтын ақ шыл золь тү зіледі. Тұ нба ә рекеттеспеген FeCl₃ә серінен пептизацияланады.

2. Алюминий фосфаты золі

AlCl₃+Na₂HPO₄+ CH₃COONa→ AlPO₄↓ +3NaCl+CH₃COOH

10 мл суғ а 20 тамшы конц. 20 масс. ү лес, %, AlCl₃жә не 10 тамшы конц 2 масс. ү лес, %, CH₃COONa ерітінділерін қ осады. Алынғ ан ерітіндіге конц. 10 масс. ү лес, %, Na₂HPO₄ерітінді тамшылап, тү зілетін AlPO₄қ иын ерігенше қ осады. Пеетизатор- AlCl₃артық мө лшері.

3. Темір молибдаты золі

FeCl₃+3(NH₄)₂MoO₄→ Fe(MoO₄)₃↓ +6 NH₄Cl

20 мл суғ а 20 тамшы 2 масс. ү лес, %, (NH₄)₂MoO₄ ерітіндісін қ осады, 1-2 тамшы конц. 1/5 қ анық қ ан FeCl₃ерітіндісін қ осады. Тү сетін темір молибдаты ерітіндіде болатын (NH₄)₂MoO₄ артық мө лшерінен пептизациясы.

4. Берлин лазурі золі

K₄[Fe(CN)₆] +FeCl₃→ KFe[Fe(CN)₆] жә не 4-5 тамшы FeCl₃қ анық қ ан ерітіндісін қ осады. Тү зілген берлин лазурінің тұ нбасын фильтрге ауыстырып, сумен шайып, қ ымыздық қ ышқ ылының конц. 0, 15 моль/л ерітіндісін қ ұ яды. Тұ нба қ ымыздық қ ышық лының адсорбционды иондарының С₂О₄^2- арқ ысында пептизацияланады, фильтр арқ ылы берлин лазурі золі ө теді.

II. Тұ нбалы электролитпен шаю арқ ылы пептизация

5. Мыс (III) гексацианоферрат золі. Фарфор табақ шада 10 тамшы конц. 20 масс. ү лес, %, K₄[Fe(CN)₆] пен конц. 10 масс. ү лес, %, Cu(NO₃)₂ертінділерін қ осып, Cu₂[Fe(CN)₆] тұ нбасын алу. Тұ нбаны қ ағ аз фильтрге кө шіріп, сумен шаяды. Фильтраттың алғ ашқ ы порциялары тү ссіз, кейін жасыл-қ ою қ ызыл золь пайда болады. ДИС реакцияғ а тү спеген Cu(NO₃)₂артық мө лшерінен тү зіледі.

III. Диссолюционды пептизация (коллоид бө лшектердің беттік еруі)

6. Темір гидроксидінінің золі. Темір гидроксиді тұ нбасын темір тұ зына аммиакпен ә сер ету арқ ылы алады. Ол ү шін FeCl₃сұ йытылғ ан ерітіндісінің 15 тамшысын сумен 10 мл-ге дейін сұ йылтады, содан кейін араластыра отырып, тамшылап Fe³⁺ иондары тұ нғ анша конйентрирленген аммиак ерітіндісін қ осады. Тұ нбаны аммиак иісі толық жойылғ анша бірнеше рет сумен декантациялайды. Алынғ ан тұ нбаны 2 тең бө лікке бө ліп, пробиркаларғ а кө шіреді.

1) Бір пробиркадағ ы тұ нбағ а 10 мл конц. 0, 05 моль/л НCl ерітіндісін қ осып, араластырады. Тұ нба толық еріп, темір хлориді (сары тү сті ерітінді) тү зіледі.

2) Екінші Fe(ОН)₃ тұ нбасы бар пробиркағ а 10 мл конц. 0, 02 моль/л НCl ертіндісін қ осып араластырады ( 2 мл конц. 0, 02 моль/л НCl ертіндісін сумен 10 мл-ге дейін сұ йылтады).

Бұ л жағ дайда НCl-дың тұ нбаның толық еруіне жеткіліксіздігінен, қ ышқ ыл тек Fe(ОН)₃тұ нбасының бө лшектерінің бетіндегі молекулалармен ә рекеттеседі. Реакция ө німдері (FeCl₃жә не FeОCl) диссоцияланып, 2қ абат ион тү зіледі.

Екі пробиркадағ ы ерітіндін салыстырып, алынғ ан ерітіндінің бірінің коллоидтық табиғ атын, теориялық нұ сқ ауда кө рсетілгендей, Тиндаль конусының бар болуымен дә лелдейді.

Золь алу ә дісі мен реакция химизімін анализдеу жолымен зольдің коллоидты бө лшектерінің зарядын анық тайды. Зарядтың дұ рыс анық талғ андығ ын электрофарез ә дісімен дә лелдейді. Ол ү шін V-пішінді тү тікке золь енгізіп, тү тіктің екі жағ ына электрод батырады. Электродтарды тұ рақ ты тоқ кө зіне қ осады. 5-10 минуттан кейін тоқ ты ө шіреді. Коллоидты бө лшектермен аттас зарядталғ ан электродта, ашық тү сті аймақ байқ алады.

Капилярлы анализ жү ргізу ү шін кішкентай стакандарғ а 5-10 мл-ден тү сті зольдер ( темір гидроксиді) қ ұ яды да, оғ ан вертикаль фильтр қ ағ азының жолақ тарын (10× 100мм) батырады. Фильтр жолақ тарының жоғ арғ ы ұ шын штативке бекітілген ағ аш планкағ а қ ыстырады (кнопкамен) немесе ұ шынан 1 см қ ашық тық қ а бү гіп, жіпке іледі. Жолақ тар стакан қ абырғ алармен жанаспау керек. 5 минуттан кейін судың жә не зольдің боялғ ан бө лшектердің кө терілу биіктігін анық тайды.

Тә жірибе нә тижелерін ө ң деу.

Барлық зольдер ү шін алу жолын жә не процесс химизімін кө рсетеді, мицелла формуласын қ ұ растырады, золь тү сін кө рсетіп, оның коллоидты табиғ аты мен бө лшектер зарядын дә лелдейді.

⇐ Предыдущая 15 16 17 18 192021 22 23 24 Следующая ⇒