Получение гидрозоля гидроксида железа, изучение его коагуляции и стабилизации

Цель работы: получить гидрозоль гидроксида железа конденсационным методом; определить его порог коагуляции электролитом и  защитное число.

Оборудование и реактивы: фотоэлектроколориметр типа ФЭК-56М или KF; электрическая плитка; коническая колба (термостойкая) на 500 см³; градуированные пипетки на 1, 0; 5, 0; 10, 0 см³ (по 2 шт.); 2% раствор хлорида железа(III); 0, 00125 М раствор сульфата натрия; 0, 01% (масс.) раствор желатина; фильтровальная бумага.

 

Часть 1. Получение гидрозоля F е(ОН)₃ и определение его порога коагуляции

Последовательность выполнения работы

1. Для получения гидрозоля Fе(ОН)₃ в колбу с 500 см³ кипящей дистиллированной воды медленно ввести 20 см³ 2%-ного раствора FeC1₃. Образовавшийся золь, красно-коричневого цвета, охлаждить до комнатной температуры.

2. Изучить принцип работы фотоэлектрокалориметра по инструкции.

3. Для определения порога коагуляции золя гидроксида железа Fе(ОН)₃ в 10 пронумерованных пробирок налить золь, воду и электролит в следующих объёмах и последовательности (таблица 5), при этом общий объём в пробирке 20 см³.

Внимание! Электролит вводить в каждую пробирку непосредственно перед измерением оптической плотности.

4. Измерить оптическую плотность растворов при длине волны падающего света 620 - 625 нм. Данные внести в таблицу 5.

5. Содержимое пробирок после измерения оптической плотности, оставлить на 30 минут для определения порога коагуляции визуальным методом.

Форма отчета и расчеты

1. Определить визуальным методом исследования порог коагуляции по помутнению золя за данный промежуток времени (30 минут) при сопоставлении контрольной (пробирка №1) и исследуемой пробирок. В таблице 5 отметить наличие коагуляции знаком плюс, отсутствие коагуляции знаком минус.

Таблица 5 – Определение порога коагуляции

Номер пробирки	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Золь Fе(ОН)3, см3	10	10	10	10	10	10	10	10	10	10
Вода, см3	10	9, 0	8, 5	8, 0	7, 5	7, 0	6, 5	6, 0	5, 5	5, 0
Раствор электролита, см3	0	1, 0	1, 5	2, 0	2, 5	3, 0	3, 5	4, 0	4, 5	5, 0
Оптическая плотность, A
Наличие или отсутствие коагуляции (+, -)

2. По полученным данным построить график зависимости А = f ( V _эл ) (рис. 8).

Рисунок 8 – График для нахождения порогового объема электролита

3. По графику найти пороговый объёмы электролита V_к, вызывающий быструю коагуляцию золя и рассчитать значение порога коагуляции (моль/дм³).

 

 

 

Часть 2. Определение защитного числа полимера (желатина) относительно золя F е(ОН)₃

Последовательность выполнения работы

1. Для определения защитного числа в 10 пронумерованных пробирок налить золь, воду, раствор желатина и электролит в следующих объёмах и последовательности (таблица 6). Объём электролита V_к взять из части 1. Объем воды рассчитать исходя из того, что общий объём в пробирке должен быть 20 см³.

Внимание! Электролит-коагулятор добавлять через 10-15 мин после введения раствора желатина. Оптическую плотность золя измерять через 3-5 мин. после введения электролита.

2. Измерить оптическую плотность растворов.

Форма отчета и расчеты

1. Все данные внести в таблицу 6.   

 

Таблица 6 – Определение защитного числа                                                                                     

Номер пробирки	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Объём золя Fе(ОН)3, см3	10	10	10	10	10	10	10	10	10	10
Объём воды, см3
Объём раствора желатина, см3	5, 0	4, 0	3, 5	3, 0	2, 5	2, 0	1, 5	1, 0	0, 5	0
Объём электролита Vк, см3
Оптическая плотность, А

2. По полученным данным построить график зависимости А = f ( V _СТ ) (рис.7)

Vзащ

 

Рисунок 9 – График для нахождения объема стабилизатора, предотвращающего

коагуляцию золя

3. По графику найти объём раствора желатина V_защ, необходимый для предотвращения коагуляции золя и рассчитать защитное число S (г/дм³).

 

 

Вывод:

Теоретические вопросы

1. Общая характеристика и классификация дисперсных систем.Методы получения дисперсных систем.

2. Молекулярно-кинетические и оптические свойства дисперсных систем.

3. Электрические свойства дисперсных систем. Причины образования двойного электрического слоя (ДЭС) на границе раздела фаз. Модели строения ДЭС. Электрокинетический потенциал. Электрокинетические явления.

4. Строение мицеллы гидрофобного золя.

5. Понятие об устойчивости лиофобных золей. Агрегативная и кинетическая устойчивость коллоидных систем.

6. Коагуляция и седиментация лиофобных золей. Коагуляция под действием электролитов. Порог коагуляции. Критический потенциал. Правило Шульце-Гарди. Понятие о коллоидной защите. Защитное число.

 

Задачи

1.  Составьте формулу мицеллы золя сернокислого бария, полученного при смешивании равных объемов растворов Ва(NО₃)₂ и Н₂SО₄. Установите, одинаковы ли исходные концентрации растворов, если частицы золя перемещаются к аноду.

2. Составьте формулу мицеллы золя гидроксида алюминия, полученного смешиванием равных объемов растворов АlCl₃ и NaОН. Определите, одинаковы ли исходные концентрации электролитов, если при электрофорезе частицы движутся к катоду.

3. Золь иодида серебра получен при добавлении водного раствора 0, 05М раствора KI объемом 8 см³ к водному раствору 0, 02М AgNO₃ объемом 10 см³. Составьте формулу мицеллы образовавшегося золя и определите знак заряда коллоидных частиц.

4-6. При введении раствора вещества В в некоторый избыток раствора вещества А возможно образование гидрозоля вещества С. Составьте формулу мицеллы, укажите знак электрического заряда коллоидных частиц, определите наиболее экономичный из предложенных веществ-коагуляторов.

 

⇐ Предыдущая123456789

Поделиться: