Работа 11. Получение гидрофобного коллоидного раствора гидроксида железа Fe(oh)3.

Получение гидрозоля протекает по уравнению:

F eCl₃ + 3H₂O Fe (OH)₃ + 3HCl (гидролиз)

Гидроксид железа нерастворим в воде. Образующиеся молекулы Fe(OH)₃ конденсируются, слипаясь друг с другом и формируя коллоидные частицы размером в диаметре от 1 до 150 нм.

Поверхностные молекулы агрегата Fe(OH)₃ вступают в химическое взаимодействие с НСl:

Fe (OH)₃ + HCl = FeOCl + 2H₂O.

Молекулы FeOCl являются электролитом стабилизатором и диссоциируют на ионы FeO⁺ выполняющие роль потенциалопределяющих ионов и ионов Cl^-, являющихся противоионами.

n FeOCl FeO ⁺+ Cl^-.

Строение мицеллы гидрозоля гидроксида железа можно представить следующей схемой:

{m[Fe (OH)₃] n FeO⁺ (n-x)Cl^-}^X+ Cl^-

Наличие заряда на поверхности мицеллы препятствует дальнейшему слипанию частиц и выпадению их в осадок. Заряд мицеллы определяется внутренним ионным слоем.

Ход опыта

Налить в колбочку 40 мл дистиллированной воды, нагреть до кипения на спиртовке или электроплитке и влить в нее 4 мл 2% истинного (ионно-дисперсного)раствора FeCl₃. Образуется красно-коричневый золь железа. Нагревание прекращают.

Задание: 1. Выполнить опыт, получить золь железа.

2. Написать последовательно реакции, приводящие к образо- ванию коллоидного раствора гидроксида железа из НОН и ионов истинного раствора FeCl₃.

3. Изобразить схему строения сформировавшейся коллоидной частицы, указав ее составляющие: ядро, ионный и диффузный слои.

4. Сделать вывод, как возникает заряд на коллоидных части- цах гидроксида железа, какова его роль.

Работа 12. Получение гидрофильного коллоидного раствора

белка

При образовании коллоида из белка происходит обыкновенное растворение последнего в воде. При этом видимые невооруженным глазом частицы белка (кристаллы), состоящие из большого числа молекул, под действием воды исчезают, превращаются в невидимые вследствие их дробления (дисперсионный метод) на отдельные молекулы. Последние вступают с водой в органическую связь и становятся гидрофильными коллоидными частицами.

Ход опыта

В пробирку налить 5 мл воды (t = +40-50°C), опустить в нее маленький кусочек белка желатина (можно использовать также бычий альбумин, казеин и яичный белок) и, периодически встряхивая, растворить его. Раствор использовать в работе 13.

Задание: 1. Выполнить опыт, получить коллоидный раствор белка желатина, яичного белка

2. Написать реакцию электролитической диссоциации желатина и яичного белка (считая, например, что это кислый белок), приводящую к образованию коллоидной частицы.

3. Указать, как возникает заряд на коллоидных частицах и какова его роль.

4. Написать схему строения гидрофильной коллоидной частицы. (макромолекулы)

Работа 13. Диализ коллоидных растворов

Диализ — это очистка коллоидов от примесей с помощью ППМ. Он основан на том, что коллоидные частицы через ППМ не проходят, так как они в диаметре больше ее пор, а все остальные (ионы), имеющие диаметр меньше 1 нм, проходят. Поэтому, используя ППМ, как молекулярное сито, вымывают из коллоида, с помощью ее и многократно меняемой воды, посторонние частицы.

Ход опыта

Около 2 мл золя железа из работы 10 налить в целлофановый мешочек и опустить его в мензурку с 5 мл дистиллированной воды.

Аналогичное проделать с раствором желатина из работы 12. Через 30 - 40 мин мешочки вынуть из мензурок.

В 1-ю мензурку добавить 2 капли 1% раствора AgNO₃ (аналогичный анализ проделать с дистиллированной водой - контрольная проба на ион Сl^-).

Во 2-ю мензурку и оставшуюся с раствором желатина пробирку (контроль) прилить по 5 мл 20% раствора NaOH и по 2 капли 1% раствора CuSO₄ (реактивы биуретовой пробы на белок). Растворы осторожно взболтать. Образовавшаяся красно-фиолетовая окраска свидетельствует о наличии белка в жидкости.

Задание: 1. Зарисовать диализатор, обозначив его состав- ляющие.

2. Отметить, появляетсяли красно-коричневое окрашива-ние воды в 1-й мензурке. Если нет, то почему?

3. Отметить, какая проба на ионы С1^- в 1-й мензурке. Если положительная, то объяснить, почему.

4. Написать реакцию ионов С1^- с Аg⁺.

5. Отметить, какова биуретовая реакция во 2-й мензурке (сравнить ее с контролем). Если отрицательная, то почему? Объяснить.