Работа 14. Изучение механизма коагуляции золя железа

Коагуляция — это уменьшение степени дисперсности коллоидных частиц под действием физико-химических факторов. При этом частицы дисперсной фазы становятся в диаметре больше 150 нм, т. е. они переходят в зону грубых растворов.

Причины коагуляции - ионы электролитов, рН, температура, радиация и др.

Ход опыта

В три колбочки налить по 10 мл золя железа. Затем в каждую колбочку добавить из соответствующей бюретки по каплям раствор электролита до исчезновения блеска коллоидного раствора. Количество мл израсходованного электролита записать в таблицу.

Задание: 1. Зная заряд коллоидных частиц сделать вывод 1-й, какие ионы электролитов вызвали коагуляцию.

2. На основе полученных в опыте данных определить, сколько мл каждого из электролитов было бы израсходовано на коагуляцию, если бы концентрация их была 0,001 М?

Таблица 1

№ опыта	Электролит коагулянт	Концентрация электролита,М	Расход электролита на коагуляцию, мл
			Исходной концентрации	Впересчете на 0,001 М
1	NaCl	6
2	Na2SO4	0,005
3	K3Fe (CN)6	0,001

3. Опираясь на 1-й вывод и найденные в расчетах величины расхода 0,001 М электролитов, доказать, почему на коагуляцию одинакового объема коллоида их пошло разное количество.

4. Указать стадии и признаки коагуляции.

Работа 15 . Изучение защитного действия гидрофильных коллоидов (эмульсоидов)

Отличительной чертой коллоидных систем является их неустойчивость, ведущая во многих случаях к выделению осадков. При этом осадки имеют химический состав дисперсной фазы. Причиной неустойчивости золей является непостоянство их дисперсности.

При добавлении к такому раствору электролита коллоидные частицы теряют заряд и происходит коагуляция суспензоидов.

Эмульсоиды, в отличие от суспензоидов, более устойчивы, так как обладают двумя факторами устойчивости:

1) зарядом частиц,

2) водной оболочкой частиц.

Для коагуляции гидрофильных коллоидов необходимо, кроме нейтрализации заряда частиц, разрушить окружающую их водную оболочку добавлением водоотнимающих средств (спирта, ацетона, танина). Водоотнимающие вещества, разрушая водную оболочку гидрофильных частиц, превращают их в гидрофобные, после чего, происходит процесс коагуляции в присутствии электролита.

Прибавление гидрофильного золя к гидрофобному повышает устойчивость последнего по отношению к электролитам вследствие адсорбции гидрофильных частиц на поверхности гидрофобных — защитное действие. Гидрофильные коллоиды при этом как бы передают свои свойства гидрофобным частицам.

Белок

Различные гидрофильные коллоиды обладают различной защищающей способностью, поэтому возникла необходимость определения их защитной силы. Мерой защитного действия является золотое число.

«Золотое число» есть минимальное количество миллиграммов cуxoгo гидрофильного вещества, которое нужно прибавить к 10 мл коллоидного раствора золота, чтобы задержать переход красного цвета этого золя в фиолетовый под действием 1 мл 10%-ного раствора поваренной соли.

«Золотое число» показывает границу двух концентраций защищающего коллоида, из которых одна создает защиту, а другая вызывает коагуляцию, внешне выражающуюся в переходе красной окраски в фиолетовую. Вместо определения золотого числа часто производят определение рубинового и железного числа путем наблюдения начала коагуляции Fe(ОН)₃.

Ход опыта

Налить в 8 пробирок по 1 мл дистиллированной воды. В 1-ю пробирку внести 1 мл 1% раствора белка желатина (гидрофильный коллоид). Перемешать и 1 мл смеси перенести во 2-ю пробирку. Перемешать и 1 мл смеси из 2-й пробирки перенести в 3-ю и т. д. Из 8-й пробирки 1 мл смеси как лишний вылить. Получаем различное разведение желатина: в 1-й пробирке оно равно 1/2, во 2-й — 1/4, в 3-й - 1/8 и т. д.

Налить во все пробирки по 1 мл 1% золя железа и перемешать содержимое пробирок.

Через 3 мин прилить во все пробирки по 0,2 мл 0,1 М раствора A1₂(S0₄)₃ и отметить номер пробирки, в которой произошла коагуляция.

Расчет

Если осадок образовался, например, в 3-й пробирке, то предел защитного действия желатина находится во 2-й пробирке, где разведение 1/4. Следовательно, «железное число» желатина равно: 0,01 : 4 = 0,0025 г или 2,5 мг. 0,01 г - количество желатина в 1 мл 1% раствора, взятого в опыт.

Задание: 1. Выполнить опыт и найти «железное число» желатина.

2. Дать точное определение «железного числа», исходя из данных опыта.

3. Объяснить механизм защитного действия раствора желатина.