Лабораторная работа 15 Коллоидные растворы

Теоретические основы. Системы, в которых одна составная часть равномерно распределена в объеме другой, называются дисперсными. Составная часть, которая распределена в мелкораздробленном состоянии, называется дисперсной фазой. Часть системы, в которой распределена дисперсная фаза, называется дисперсионной средой.

В зависимости от размера частиц дисперсной фазы системы делятся на крупнодисперсные, коллоидные и истинные растворы. В крупнодисперсных системах диаметр частиц дисперсной фазы превышает 10^-5 см, в коллоидных (золях) - диаметр может колебаться от 10^-5 см до 10^-7 см, тогда как в истинных растворах диаметр частиц не превышает 10^-7 см.

Как дисперсная фаза, так и дисперсионная cреда могут иметь различные агрегатные состояния - находиться в твердом (Т), жидком (Ж) или газообразном (Г) состояниях. В зависимости от агрегатных состояний дисперсной фазы и дисперсионной cреды, такие системы имеют различные названия.

Дисп.фаза Дисп.среда	газ (Г)	жидкость (Ж)	твердое состояние (Т)
газ (Г)	-	аэрозоли туманы	дымы пыли
жидкость (Ж)	пены	эмульсии	суспензии взвеси
твердое состояние (Т)	пенопласты	гели	литозоли

Существует два метода получения веществ в коллоидном состоянии: дисперсионный (от “dispergere” - рассеивать) - состоит в раздроблении крупных частиц до размера коллоидных, и конденсационный (от “condensare” - сгущать) - заключается в объединении многих молекул или атомов в коллоидную частицу. Диспергирование осуществляется механическим путем, а конденсирование - с помощью химических реакций. При образовании коллоидных частиц большую роль играет явление адсорбции.

Адсорбцией называется концентрирование газообразных или растворенных веществ на поверхности твердого или жидкого тела. Адсорбция характерна для гетерогенных реакций. Способность поверхности адсорбировать вещества объясняется особым состоянием молекул, находящихся в поверхностном слое. За счет сил притяжения частицы дисперсной фазы окружаются ионами дисперсионной среды (растворителя) и приобретают одноименный заряд, мешающий коагуляции коллоида - объединению частиц в более крупные.

Коллоидные растворы обладают специфическими электрическими и оптическими свойствами: при пропускании постоянного электрического тока через коллоидную систему (электрофорез) все коллоидные частицы движутся к одному электроду, а противоионы - к другому. Коллоидные растворы рассеивают свет и часто опалесцируют при боковом освещении.

Цель работы. Познакомиться с различными типами коллоидных растворов, способами их получения и их оптическими свойствами.

Порядок работы.

Опыт 1. Получение коллоидного раствора серы.

Налейте в пробирку 2-3 мл 2N раствора тиосульфататa натрия и добавьте 2 мл 2N раствора серной кислоты. Наблюдайте образование коллоидного раствора. Посмотрите сквозь раствор на свет. Опишите наблюдаемые с течением времени изменения в растворе.

Опыт 2. Получение золя гидрооксида железа (III).

в химическом стакане нагрейте до кипения 50 мл воды. Затем в кипящую воду прилейте 1-2 мл 2%-ого раствора FeCl₃. Наблюдайте интенсивное окрашивание. Высокая температура при которой идет реакция смещает равновесие реакции гидролиза вправо. Охладите стакан и наблюдайте изменения в растворе. Опишите наблюдаемые изменения.

Опыт 3. Получение геля кремниевой кислоты.

Налейте в пробирку 2 мл концентрированного раствора силиката натрия Na₂SiO₃ и прибавьте к нему 1 мл 4Н раствора соляной кислоты и хорошо перемешайте стеклянной палочкой. Через некоторое время наблюдается выделение кремниевой кислоты в виде геля.

Опыт 4. Получение эмульсии масла.

Налейте в пробирку 2-3 мл дистиллированной воды и добавьте несколько капель растительного масла. Закрыв пробирку пробкой, хорошо встряхните. Получается неустойчивая эмульсия, которая быстро расслаивается.