|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Получение суспензии мела в воде ⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 5
В пробирку до половины объёма налейте дистиллированную воду, внесите микрошпатель порошка мела и смесь взболтайте до получения равномерной суспензии. Поставьте пробирку в штатив. После осаждения твёрдых частиц перенесите с помощью стеклянной палочки 3 капли жидкости на часовое стекло и рассмотрите её через увеличительное стекло (лупу). Отметьте, является ли эта жидкость однородной. Как можно охарактеризовать её состав? Получение эмульсий бензола и масла в воде
В 4 пробирки до половины их объёма налейте воду. В две пробирки добавьте 10 капель бензола, затем в одну из пробирок добавьте 5 капель раствора мыла. В третью пробирку добавьте 10 капель машинного или растительного масла. В четвёртую пробирку добавьте три микрошпателя буры и встряхивайте её до полного растворения смеси, затем добавьте 10 капель масла. Все пробирки плотно закупорьте пробками и сильно встряхните. Отметьте, в какой из пробирок образуется стойкая молочно-белая эмульсия, а в какой происходит её расслоение. Объясните наблюдаемые явления. Какую роль играют растворы мыла и буры? Объясните их влияние на стабильность эмульсии.
Получение золя оксида марганца(IV) реакцией восстановления При добавлении тиосульфата натрия к раствору перманганата калия, последний восстанавливается до оксида марганца(IV). Реакция протекает согласно схеме:
8KMnO4 + 3Na2S2O3 + H2O → 8MnO2↓ + 3K2SO4 + 3Na2SO4 + 2KOH.
В плоскодонную колбу налейте 50 мл дистиллированной воды, добавьте 1 мл раствора перманганата калия, а затем добавляйте по каплям 0, 5-1 мл раствора тиосульфата натрия. Проверьте, даёт ли образовавшийся вишнёво-красный золь оксида марганца конус Тиндаля. Определите заряд коллоидных частиц, составьте схему мицеллы, считая стабилизатором перманганат калия. Получение наночастиц методом конденсации
а) Получение золя серы способом замены растворителя Тяга! Для приготовления насыщенного раствора в пробирку с 3 г серы налейте 10 мл этиловом спирта; насыщение раствора достигается при энергичном взбалтывании образовавшейся суспензии в течение 15 минут. Отфильтруйте остаток нерастворившейся серы и 5 мл полученного фильтрата осторожно прилейте к 20 мл дистиллированной воды в химическом стакане. Часть полученного " белого" золя серы сохраните для опыта 4 г. Другую часть раствора разлейте поровну в две пробирки и добавьте в одну пробирку 1 мл воды, а во вторую – 1 мл раствора хлорида бария, затем нагрейте обе пробирки. Отметьте, что происходит. Как влияет электролит (CaCl2) на устойчивость коллоидного раствора? Дайте определение понятиям " золь" и " гель".
б) Получение золя серебра реакцией восстановления ионов серебра
В пробирку до половины её объёма налейте раствор нитрата серебра, добавьте 3 капли раствора сульфита натрия и 3 капли раствора танина. Содержимое пробирки перемешайте стеклянной палочкой и около двух минут нагревайте в водяной бане. (Танин способствует восстановлению ионов серебра и играет роль стабилизатора его коагуляции.) Объясните наблюдаемое явление и составьте уравнение протекающей химической реакции.
в) Получение золя гидроксида железа(III) гидролизом хлорида железа(III)
В химическом стакане нагрейте до кипения (на треноге с асбестовой сеткой) 20 мл дистиллированной воды. Затем в горячую воду при перемешивании стеклянной палочкой медленно добавьте 30 капель 2 % раствора хлорида железа(III). Полученный раствор прокипятите в течение двух минут и охладите. Отметьте цвет образовавшегося коллоидного раствора гидроксида железа(III). Раствор сохраните для опыта 7 а. Составьте уравнение протекающей химической реакции и схему образующейся мицеллы. г) Образование золей способом замены растворителя
В пробирку до половины её объёма налейте дистиллированную воду и добавьте 5 капель насыщенного раствора серы в этиловом спирте (полученного в опыте 4 а). Энергично встряхивая в течение 2-3 минут содержимое пробирки, наблюдайте, что при этом происходит. Объясните наблюдаемые явления. Повторите опыт со спиртовым раствором фенолфталеина. Отметьте, что при этом наблюдается и сформулируйте вывод о растворимости фенолфталеина в спирте и в воде. В пробирку с 1 мл этилового спирта добавьте 10 капель раствора мыла. Отметьте, что при этом происходит. Повторите опыт, добавляя в спирт по каплям насыщенный раствор хлорида натрия. Сравните устойчивость полученных коллоидных растворов. д) Получение золей иодида серебра с разноимёнными зарядами частиц с помощью реакций ионного обмена
В пробирку налейте 3 мл 0, 05 н. раствора иодида калия и при встряхивании добавьте 10 капель 0, 05 н. раствора нитрата серебра. Отметьте, что при этом происходит. Составьте уравнение протекающей химической реакции. В пробирку с 1 мл 0, 05 н. раствора нитрата серебра медленно добавьте при встряхивании 10 капель раствора иодида калия. Составьте схему строения мицелл, полученных при избытке иодида калия и при избытке нитрата серебра. Растворы сохраните для опыта 7 в.
Е) Получение золя берлинской лазури с помощью реакции ионного обмена
При смешивании растворов хлорида железа(III) и гексацианоферрата(II) калия образуется тёмно-синий коллоидный раствор берлинской лазури согласно схеме:
3K4[Fe(CN)6] + 4FeCl3 → Fe4[Fe(CN)6]3 + 12KCl.
К 5 мл 0, 05 н. раствора гексацианоферрата(II) калия (жёлтой кровяной соли) добавьте раствор хлорида железа(III). Проверьте, даёт ли свет при прохождении через полученный раствор конус Тиндаля. Составьте схему мицеллы, считая стабилизатором одно из исходных веществ.
Получение коллоидных растворов методом диспергирования а) Получение золя флуоресцеина
В пробирку до половины её объёма налейте дистиллированную воду, добавьте 3 капли раствора карбоната натрия, внесите кристаллик флуоресцеина и 2-3 раза энергично встряхните смесь. Отметьте, какую окраску имеет полученная жидкость в отражённом и проходящем свете наблюдается ли при этом флуоресценция[27]. б) Получение золя гидроксида железа(III) пептизацией его осадка
Приготовьте осадок гидроксида железа(III) добавлением раствора гидроксида натрия к 2 % раствору хлорида железа(III). Отметьте, что при этом происходит. Составьте уравнение протекающей химической реакции. Отфильтруйте осадок, перенесите 3 микрошпателя его в пробирку с концентрированным раствором хлорида железа(III) и нагрейте смесь до кипения. Отметьте, что при этом происходит. в) Получение золя берлинской лазури пептизацией её геля К 10 мл концентрированного раствора гексацианоферрата(II) калия добавьте (не перемешивая) 4-5 капель 2 % раствора хлорида железа(III). Выпавший осадок берлинской лазури быстро переходит в гелееобразное состояние. Осторожно декантируйте жидкость и часть геля перенесите шпателем в химический стакан с 40-50 мл холодной дистиллированной воды. Гель самопроизвольно пептизируется с образованием тёмно-синего золя берлинской лазури. Составьте схему мицеллы.
Защита твёрдого коллоида
В две пробирки, наполненные до половины объёма раствором нитрата серебра, добавьте по капле азотной кислоты. Затем в одну пробирку добавьте 10 капель гидрозоля желатина, а в другую – столько же дистиллированной воды, после этого в каждую пробирку добавьте по капле раствора хлорида натрия и смеси перемешайте. Объясните, почему в растворе, к которому был добавлен гидрозоль желатина, наблюдается не помутнение, а лишь слабая опалесценция[28].
Коагуляция золей
а) коагуляция золя гидроксида железа(III) под действием электролитов В пять пробирок до половины их объёма налейте полученный в опыте 4 в золь гидроксида железа(III). В первую пробирку добавьте 2 капли 0, 1 н. раствора хлорида натрия, во вторую – столько же раствора сульфата натрия, в третью – раствора фосфата натрия, в четвёртую – раствора хлорида бария и в пятую – хлорида алюминия. Отметьте, что происходит в каждой из пробирок. Объясните, почему происходит образование мути при добавлении солей. Укажите ионы, которые вызвали коагуляцию золя гидроксида железа(III). Какой из ионов проявил наибольший коагулирующий эффект? Как зависит коагулирующее действие электролита от знака и величины заряда его ионов?
б) коагуляция золя при нагревании В пробирку с 6 каплями хлороводородной (соляной) кислоты добавьте 15 капель раствора силиката калия и смесь несколько раз встряхните. Объясните поведение золя при комнатной температуре и при нагревании. Происходит ли в этих случаях образование геля? Если да, то объясните, чем оно обусловлено. Составьте уравнение происходящей химической реакции и схему строения мицеллы, учитывая, что её агрегат образуют частицы оксида кремния и молекулы воды, а адсорбционный слой содержит силикат-ионы.
в) Взаимная коагуляция противоположно заряженных коллоидных частиц Смешайте в пробирке по 6 капель золей иодида серебра, полученных в опыте 4 д, и смесь несколько раз энергично встряхните. Объясните, что при этом происходит. Какое вещество образует твёрдую фазу?
ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ ПИСЬМЕННОГО ОТЧЁТА ПО ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ Отчёт должен начинаться с названия лабораторной работы и формулировки её цели, названия каждого опыта. (Переписывать полностью ход работы не следует.) Необходимо описать условия выполнения опытов (нагревание, разбавление и т. д.), записать результаты наблюдений, ответить на поставленные в описаниях опытов вопросы и сформулировать вывод по каждому опыту.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ И РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Глинка Н.Л. Общая химия: учебник / Под ред. В.А. Попкова и А.В. Бабкова. – М.: Издательство Юрайт; Высшее образование, 2010. – 886 с. 2. Коровин Н.В. Общая химия: учебник для технических направлений и специальностей вузов – М.: Высшая школа, 2007. – 557 с. 3. Щукин Е.Д., Перцов А.В., Амелина Е.А. Коллоидная химия: учебник для вузов. – М.: Высшая школа, 2004. – 445 с. 4. Макарова Л.Б. Поверхностные явления и дисперсные системы: учебное пособие для студентов вузов. – М.: МГУПБ, 2001. – 140 с. 5. Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии: учебное пособие для вузов / Под ред. В.А. Рабиновича и Х.М. Рубиной. – М.: Интеграл-Пресс, 2005. – 240 с. 6. Типовые аттестационные задания по химии: учебно-методическое пособие / Рябухин Ю.И., Лебедева А.П., Старкова Н.Н., Шавель И.И., Огородникова Н.П., Глинина Е.Г., Каламбетова Л.С., Севостьяненко Л.А. / Под ред. доктора хим. наук Ю.И. Рябухина. – Астрахань: Астрахан. гос. техн. ун-т, 2013. – 128 с. 7. Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. – 416 с. 8. Кобасян Н. Введение в нанотехнологию. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. – 134 с. 9. Сергеев Г.Б. Нанохимия: учебное пособие. – М.: КДУ, 2009 – 336 с. 10. Поверхностные явления. 10-11 кл.: учеб. пособие / О.С. Габриелян, В.В. Белоногов, Г.У. Белоногова. – М.: Дрофа, 2008. – 109 с. (Элективные курсы). 11. Нанохимия и нанотехнология. 10-11 кл. Профильное обучение: учеб. пособие / В.В. Ерёмин, А.А. Дроздов. – М.: Дрофа, 2009. – 109 с. (Элективные курсы). 12. Алфимова М.М. Занимательные нанотехнологии. – М.: Парк-медиа: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. – 96 с. 13. Зимон А.Д. Что такое адгезия. – М.: Книжный дом " ЛИБРОКОМ", 2013. – 176 с. (Науку - всем! Шедевры научно-популярной литературы (химия)). СОДЕРЖАНИЕ
Учебное издание
ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ И ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ (Коллоидная химия – нанохимия) Учебно-методическое пособие по курсу " Химия" Рябухин Юрий Иванович – доктор химических наук, профессор.
Шавель Инна Ивановна – кандидат технических наук, доцент.
Поморцева Надежда Петровна – кандидат химических наук, доцент.
АГТУ. Усл. печ. л. 3, 75. Тираж 100 экз. Заказ № 2016 [1] Коллоидная химия включает в себя и новую дисциплину – нанохимию (от греч. ná nos – карлик и химия), предметом рассмотрения которой являются свойства, строение и особенности химических превращений наночастиц. Отличительной особенностью нанохимии является наличие размерного эффекта – качественного изменения физико-химических свойств и реакционной способности при изменении числа атомов или молекул в частице. Обычно данный эффект наблюдается для частиц с основным размером меньше 10 нм, хотя данная величина имеет условное значение. [2] Фаза (от греч. phá sis – появление) – в термодинамике, термодинамически однородная по химическому составу и физическим свойствам часть системы, отделённая от других, имеющих иные свойства, частей (фаз) границами раздела, на которых происходит изменение свойств. [3] Термодинамическая система (от греч. sistema, буквально – целое, составленное из частей)– тело (вещество) или группа взаимодействующих тел (веществ), фактически или мысленно выделяемых из окружающей среды. [4] Межмолекулярное (межчастичное) взаимодействие – это взаимодействие электрически нейтральных молекул или атомов; определяет существование жидкостей и молекулярных кристаллов, отличие реальных газов от идеальных. Молекулярное взаимодействие имеет электрическую природу и складывается из сил притяжения и отталкивания. [5] Флотация (от англ. floatation, буквально – всплывание) – способ обогащения полезных ископаемых в водной среде, основанный на свойстве частиц одних минералов прилипать к воздушным пузырькам и переходить с ними в пенный слой, других – оставаться во взвешенном состоянии в воде. [6] Силикагель – микропористое тело, получаемое прокаливанием геля поли-кремниевой кислоты; состоит из диоксида кремния SiO2 ∙ xH2O. [7] Алюмогель – аморфный оксид алюминия Al2O3, микропористое вещество. [8] Цеолиты (нем. Zeolithen, от греч. zeō – киплю, варюсь и litos – камень) – алюмосиликаты щелочных и щелочно-земельных металлов, твёрдые вещества с регулярной пористой структурой; используются в частности при сушке, очистке и разделении смесей веществ, как катализаторы.
[9] Диспергирование (от лат. dispergo – рассеиваю) – тонкое измельчение твёрдого тела или жидкости, в результате которого образуются дисперсные системы: порошки, суспензии, эмульсии, аэрозоли. Диспергирование одной жидкости в другой (несмешивающейся с первой) называется эмульгированием. [10] Пластификатор (от греч. plastikos – пластичный, податливый и лат. facere – делать) – вещество, вводимое в полимерные материалы (пластмассу, резину) для повышения их пластичности и эластичности. [11] Дисперсный (от лат. dispersio – рассеянный, рассыпанный). [12] Аэрозоль (от греч. aer – воздух и от анг. sol, от лат. solitio – раствор) – дисперсная система, состоящая из твёрдых и жидких частиц, взвешенных в газообразной среде. [13] Агар-агар (от малайск. agar-agar) – продукт, получаемый из некоторых водорослей и представляющий собой смесь полисахаридов; применяется в кондитерской промышленности, а также в составе питательных сред для выращивания бактерий. [14] Флуктуация (от лат. fluctuatio – колебания) – любое периодическое изменение какого-либо свойства в определённой точке пространства и в конкретный момент времени. [15] Смог (англ. smog. от smoke – дым и fog – туман) – чрезмерное загрязнение воздуха вредными веществами, выделенными в результате работы промышленных производств, транспортом при определённых погодных условиях. [16] Стабилизатор (от лат. stabilis – постоянный, устойчивый) – вещество, повышающее устойчивость материала к какому-нибудь воздействию. [17] Электрофорез (от электро- и от греч. phó reō – ношу, переношу) – перемещение заряженных коллоидных частиц под действием внешнего электрического поля. [18] Электроосмос (от электро- и от греч. osmō s – толчок, давление) – диффузия растворителя через разделяющую два раствора различной концентрации тонкую перегородку (мембрану), непроницаемую для растворённых веществ, под действием внешнего электрического поля. [19] Седиментация (от лат. sedementum – оседание) – оседание твёрдых частиц, взвешенных в жидкости или газе, происходящее под действием силы тяжести в свободнодисперсных системах или под действием центробежных сил в связаннодисперсных системах. [20] Диффузия (от лат. diffusion – распространение, растекание, рассеивание) – движение частиц среды, приводящее к переносу вещества и выравниванию концентраций или к установлению равновесного распределения концентраций частиц данного сорта в среде. [21] Коагуляция (от лат. cō agulā tio – свёртывание, сгущение, затвердевание) – сгущение жидкостей вместе со взвешенными в них твёрдыми частицами, ведущее к застудневанию или к выпадению осадка (коагулянта) из коллоидного раствора. [22] Броуновское движение – беспорядочное движение мельчайших частиц, взвешенных в жидкости или газе, происходящее под влиянием ударов молекул окружающей среды. Исследовано в 1827 г. шотландским ботаником Робертом Броуном, который наблюдал в микроскоп движение цветочной пыльцы, взвешенной в воде. Причина броуновского движения – тепловое движение молекул среды и отсутствие компенсации ударов, испытываемых частицей со стороны окружающих её молекул. [23] Пептизация (от греч. peptos – сваренный, переваренный) – обратный коагуляции процесс распада слипшихся частиц коллоидной системы (например, жиров под воздействием желчи). [24] Диализ (от греч. dialysis – отделение) – освобождение коллоидных растворов от солей и других низкомолекулярных веществ. [25] Градиент (от лат. gradiens, gradientis – шагающий, идущий) – мера возрастания или убывания в пространстве какой-нибудь физической величины на единицу длины. [26] Дифракция (от лат. diffrā ctus – преломлённый) – огибание волнами (световыми, звуковыми и др.) препятствий. [27] Флюоресценция (флюоресценция), от лат. fluō rum – фтор и ē scendere – восходить, подниматься. Один из видов люминесценции: свечение некоторых веществ, затухающие в течение короткого времени после воздействия на них светом. [28] Опалесценция, от лат. opalus и суфф. – escentia, обозначающая слабое действие. Явление рассеяния света мутной средой, обусловленное её оптической неоднородностью. Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2017-03-08; Просмотров: 3141; Нарушение авторского права страницы
