- •Введение
- •1. Теоретические основы
- •1.1. Адсорбция. Теория адсорбции ленгмюра. Уравнение фрейндлиха
- •1.2. Поверхностное натяжение чистых жидкостей и растворов. Уравнение гиббса
- •1.3. Суспензии, их свойства. Седиментационный анализ суспензий
- •1.4. Методы получения дисперсных систем. Коагуляция коллоидных растворов
- •2. Экспериментальная часть
- •2.1. Изучение адсорбции уксусной кислоты углем и определение констант уравнения ленгмюра
- •Обработка экспериментальных данных
- •Техника безопасности
- •Контрольные вопросы
- •2.2. Измерение поверхностного натяжения и вычисление адсорбции поверхностно – активного вещества
- •Порядок проведение эксперимента
- •Обработка экспериментальных данных
- •Техника безопасности
- •Контрольные вопросы
- •2.3. Седиментационный анализ суспензий
- •Порядок проведение эксперимента
- •Обработка экспериментальных данных
- •Определение порога коагуляции золя гидрата окиси железа солями кс1 и к2s04
- •Взаимная коагуляция золей берлинской лазури и гидрата окиси железа
- •3. Построение касательной к кривой в данной точке при графическом дифференцировании
- •Техника безопасности
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы
- •Содержание
- •Редактор л.А. Маркешина
- •450062, Г. Уфа, ул. Космонавтов,1.
1.4. Методы получения дисперсных систем. Коагуляция коллоидных растворов
Дисперсные системы можно приготовить диспергационными и конденсационными методами. К диспергационным относятся методы механического, ультразвукового, электрического и т.д. дробления вещества фазы в дисперсионной среде в присутствии стабилизаторов. К конденсационным относятся методы "физической" или "химической" конденсации, т.е. конденсации, являющейся следствием протекающего в системе физического или химического процесса. Например, при пропускании паров ртути в воду образуется золь ртути в воде, стабилизированная окислами ртути. Это пример физической конденсации. Ниже приведены примеры получения золей методом "химической" конденсации (вещество дисперсной фазы взято в paмку):
Ag
I
Ag NO3 + KI → KNO3 +
Fe(ОН)3
FeCl3 + 3 КОН → 3KC1 +
H
S
Коагуляцией называется процесс понижения степени дисперсности частиц (т.е. их укрупнение). Условно различают скрытую и явную, медленную и быструю коагуляцию. При скрытой коагуляции визуально не наблюдается каких-либо изменений в коллоидном растворе. Скрытая коагуляция обычно переходит в явную коагуляцию, при которой наблюдается изменение окраски, помутнение раствора, выпадение осадка. Под быстрой коагуляцией подразумевают такую коагуляцию, при которой все сближения частиц, находящихся в броуновском движении, завершаются их слипанием. При медленной коагуляции вследствие того, что на поверхности коллоидных частиц сохранился частично двойной электрический слой, сольватная оболочка и т.д., слипание частиц происходит лишь в результате особо удачных сближений. Коагуляцию коллоидных частиц могут вызвать: изменение температуры или концентрации, механическое перемешивание или прокачивание через узкие капилляры, прибавление других золей или электролитов и т.д.
На практике наиболее часто встречается коагуляция золей электролитами. Наименьшая концентрация электролита, вызывающая коагуляцию за определенный промежуток времени, называется порогом коагуляции золя данного электролита (γ, моль/л).
Величина, обратная порогу коагуляции, называется коагулирующим действием электролита (л/моль), т.е.
КД= 1/γ. (16)
При коагуляции золей электролитами наблюдаются следующие закономерности (правила коагуляции):
1. Любой электролит, взятый в количестве, равном или больше порога коагуляции, может вызвать коагуляцию золя.
2. Коагулирующей частью электролита является тот ион, который имеет заряд, противоположный по знаку заряду коллоидных частиц.
3. Коагулирующее действие ионов – коагуляторов прямо пропорционально шестой степени их заряда (правило Шульца-Гарди), так КД одно, двух и трехвалентных ионов относятся примерно как 1:26 : 36 = 1: 64 : 729
Эти цифры могут несколько варьировать в зависимости от концентрации коллоида и природы коагулирующего электролита.
4. Коагулирующая сила ионов одной и той же валентности возрастает с увеличением радиуса ионов.
Коагулирующее действие зависит также от ряда других факторов, например, структурно-механического фактора стабилизации - образования на поверхности коллоидных частиц механически прочных пленок из молекул ВМС, наличие которых резко повышает устойчивость золей при действии электролитов.