ПИТАННЯ ДЛЯ КОНТРОЛЮ ЗНАНЬ. 11 страница

- проведення коагуляції колоїдних систем електролітами.

4. ОСНОВНІ БАЗОВІ ЗНАННЯ, ВМІННЯ І НАВИЧКИ,

НЕОБХІДНІ ДЛЯ ЗАСВОЄННЯ ТЕМИ.

1) Характеристика йонів (заряд, радіус, гідратна оболонка).

(Матеріал шкільної програми з хімії).

2) Будова міцели золя.

3) Поверхнева енергія межі поділу фаз у гетерогенній системі.

(Матеріал попередніх занять).

5. ГРАФ ЛОГІЧНОЇ СТРУКТУРИ.

Стійкість колоїдних систем

Коагуляція і фактори, що її викликають

Теорія і механізм Коагуляція Коагуляція в біологічних

коагуляції електролітами системах

Супутні Правило Коагуляція

коагуляційні Шульце-Гарді сумішами

процеси електролітів

Визначення порогів коагуляції золю електролітами

6. ОРІЄНТОВНА КАРТКА ДЛЯ САМОПІДГОТОВКИ ДО ЗАНЯТТЯ

(самостійна позааудиторна робота студентів).

7. ПИТАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОГО ОПРАЦЮВАННЯ

(самостійна позааудиторна робота студентів).

1) Вказати фактори, що зумовлюють стійкість колоїдних розчинів:

1 – знак заряду частинки; 2 – величина заряду частинки;

3 – товщина дифузного шару; 4 – вид йонів у дифузному шарі;

5 – броунівський рух колоїдних частинок;

6 - величина електрокінетичного потенціалу.

а) 1, 2, 3, 6; б) 2, 3, 5, 6; в) 1, 2, 4, 5; г) 1, 3, 4, 5.

2) Вибрати фактори, що викликають коагуляцію золю:

1 – зміна температури; 2 – додавання розчинника;

3 – зміна тиску; 4 – додавання електроліту;

5 – додавання водовіднімаючих засобів.

а) 1, 2, 3; б) 1, 3, 4; в) 1, 4, 5; г) 2, 3, 5.

3) Вибрати фактори, від яких залежить поріг коагуляції та коагулююча здатність йонів:

а) концентрація йона; б) ступінь гідратації йона;

в) заряд йона; г) температура.

4) Вибрати електроліт, для якого поріг коагуляції золю з від¢ємним зарядом частинок буде мінімальним:

а) Na₂CO₃; б) K₃PO₄; в) CaCl₂; г) Al(NO₃)₃ .

5) Вказати, до якого електрода будуть рухатися частинки золю при електрофорезі, якщо при дослідженні коагуляції цього золю одержані

такі значення порогів коагуляції для електролітів (ммоль/дм³):

K₃PO₄ – 0,02; MgSO₄ – 1,50; FeCl₃ – 201,3.

а) до катода; б) частинки не рухаються;

в) до анода; г) визначити неможливо.

6) Вибрати правильну характеристику явища антагонізму йонів при коагуляції:

а) неможливість йонів існувати одночасно в одному розчині внаслідок реакції між ними;

б) зниження розчинності йонів при спільній присутності в розчині;

в) зниження порогів коагуляції йонів при спільній коагуляції;

г) зниження коагулюючої здатності йонів при спільній коагуляції.

ПРАВИЛЬНІ ВІДПОВІДІ.

1) Правильна відповідь б).

Стійкість колоїдних розчинів обумовлюють фактори агрегативної стійкості: величина заряду, товщина дифузного шару (гідратної оболонки), величина дзета-потенціалу, і фактор кінетичної стійкості – броунівський рух частинок. Від знаку заряду частинки і природи йонів дифузного шару стійкість колоїдних розчинів не залежить.

2) Правильна відповідь в).

Зміна температури, додавання електроліту та водовіднімаючих засобів, а також сильні механічні втручання можуть змінити величини факторів стійкості колоїдних систем, сприяти коагуляції. Зміна тиску майже не впливає на стан рідких систем, а додавання розчинника, у переважній більшості випадків, підвищує стабільність колоїдних систем, тому що при цьому зменшується концентрація дисперсної фази.

3) Правильні відповіді б) і в).

Поріг коагуляції визначається кількістю еквівалентів електроліту, яка викликає коагуляцію 1 л золю (ммоль/л), а коагулююча здатність є величиною, оберненою порогу коагуляції. Отже, обидва показники не залежать від концентрації йонів у розчині, тому що при коагуляції буде змінюватися об¢єм цього розчину. Сила йона, як коагулянта, визначається зарядом йона та ступенем гідратації (радіусом гідратованого йона). Причому, чим більший заряд і менший ступінь гідратації (радіус гідратованого йона), тим менший поріг коагуляції і більша коагулююча здатність йона. Температура однаковою мірою впливає на коагуляційну здатність всіх йонів, тобто на коагуляцію в цілому.

4) Правильна відповідь г).

Оскільки частинки золю мають від¢ємний заряд, коагуляцію цього золю викликатимуть катіони. Згідно з правилом Шульце-Гарді, найменше значення порогу коагуляції матиме катіон з максимальним зарядом, тобто катіон алюмінію. Отже, для нітрату алюмінію поріг коагуляції буде найменшим.

5) Правильна відповідь а).

Зробимо припущення, що коагуляцію викликають катіони, тоді максимальний поріг коагуляції мав би фосфат калію (заряд катіона +1), а мінімальний поріг коагуляції – хлорид феруму (ІІІ) (заряд катіона +3). Це припущення не відповідає одержаним даним і повинне бути відкинуте. Проаналізуємо припущення, що коагуляцію викликають аніони, тоді фосфат калію (заряд аніона –3) повинен мати найменше значення порогу коагуляції, а хлорид феруму (ІІІ) (заряд аніона –1) – найбільше. Це припущення підтверджується результатами дослідження.

Отже, коагуляцію золю викликають аніони, а заряд частинок золю позитивний. При електрофорезі ці частинки рухатимуться до катода (негативно зарядженого електрода).

6) Правильна відповідь г).

Явище антагонізму йонів при коагуляції проявляється в тому, що при спільній коагуляції цих йонів поріг коагуляції йона буде більшим, ніж при індивідуальній дії, а, відповідно, коагулююча здатність – меншою. Однозначного теоретичного обгрунтування такого явища немає.

8. ВКАЗІВКИ ДО РОБОТИ СТУДЕНТІВ НА ЗАНЯТТІ.

8.1.Приготування розведених розчинів електролітів.

Підготувати три серії пробірок по 5 штук у кожній, у яких буде досліджуватися коагулююча дія електролітів:

І серія – розчин з молярною концентрацією еквівалента КСl2,0 моль/л;

ІІ серія – розчин з молярною концентрацією еквівалента К₂СrO₄0,1 моль/л;

ІІІ серія – розчин з молярною концентрацією еквівалента К₄[Fe(CN)₆] 0,01 моль/л.

Приготувати розведені розчини електролітів.

Для цього налити у першу пробірку 10 см³ розчину електроліту, а у чотири інші пробірки серії – по 9 см³ дистильованої води. Перенести 1 см³ розчину з першої пробірки у другу, після перемішування з другої пробірки 1 см³ розчину перенести у третю, з третьої – у четверту, потім з четвертої – у п¢яту. З останньої пробірки, після перемішування, 1 см³ розчину вилити геть. Таким чином, одержані п¢ять розчинів електроліту, концентрація яких поступово зменшується у 10 разів.

8.2.Проведення коагуляції.

Додати до всїх розчинів електролітів по 1,0 см³ золю гідроксиду феруму (ІІІ), перемішати. Через 5-10 хвилин відмітити пробірки, в яких відбулася коагуляція – розчини стали каламутними, або утворився осад.

Визначити найменшу концентрацію розчину електроліту, що викликала коагуляцію.

8.3.Розрахунок порогу коагуляції електроліту.

Визначити величину порогу коагуляції для кожного електроліту за формулою:

С_пор. = , ммоль/л;

де: С_пор. –поріг коагуляції, ммоль/л;

V- об¢єм розчину електроліту, см³;

С_min - мінімальна молярна концентрація еквівалента електроліту, моль/дм³;

V_з - об¢єм золю, см³.

8.4.Визначення залежності між величиною порогу коагуляції та зарядом йона.

Результати дослідження та розрахунків занести у таблицю.

Зробити висновок про вид коагулюючого йона (аніон чи катіон) та про залежність величини порогу коагуляції від заряду йона, що викликає коагуляцію.

8.5. Оформлення протоколу лабораторної роботи.

Записати у зошит необхідні розрахунки, заповнити таблицю та записати висновок про вид коагулюючого йона (аніон чи катіон) та про залежність величини порогу коагуляції від заряду йона, що викликає коагуляцію.

9. ЛІТЕРАТУРА.

1.Мороз А.С., Луцевич Д.Д., Яворська Л.П. Медична хімія. –В: НОВА КНИГА, 2006, с. 641-671.

2.Медицинская химия: учеб. / В.А. Калибабчук, Л.И. Грищенко, В.И. Галинская и др.; под ред. В.А. Калибабчук. – К.: Медицина, 2008.

3.Садовничая Л.П., Хухрянский В.Г., Цыганенко А.Я.

Биофизическая химия. -Київ: Вища школа, 1986.-С.222-233.

4. Равич-Щербо М.И., Новиков В.В. Физическая и коллоидная химия.

-М.: Высшая школа, 1975. –С. 132-152, 175-179.

- дослідження явища колоїдного захисту;

- визначення захисного числа желатини.

4. ОСНОВНІ БАЗОВІ ЗНАННЯ, ВМІННЯ І НАВИЧКИ,

НЕОБХІДНІ ДЛЯ ЗАСВОЄННЯ ТЕМИ.

1) Поняття про полімери. Білки і полісахариди як природні полімери.

(Матеріал шкільної програми з хімії).

2) Адсорбція на поверхні поділу фаз.

3) Будова колоїдних частинок.

4) Коагуляція колоїдних систем.

(Матеріал попередніх занять).

5. ГРАФ ЛОГІЧНОЇ СТРУКТУРИ.

Вплив ВМС на стабільність

гідрофобних колоїдних систем

Особливості Колоїдний захист Флокуляція

будови ВМС

Захисне число ВМС Біологічна роль

колоїдного захисту

6. ОРІЄНТОВНА КАРТКА ДЛЯ САМОПІДГОТОВКИ ДО ЗАНЯТТЯ

(самостійна позааудиторна робота студентів).

7. ПИТАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОГО ОПРАЦЮВАННЯ

(самостійна позааудиторна робота студентів).

1) Вибрати відповідь, що правильно пояснює суть захисної дії ВМС:

а) молекули ВМС адсорбуються на поверхні колоїдних частинок і збільшують іх розміри, підвищуючи стабільність колоїдної системи;

б) молекули ВМС, одночасно адсорбуючись на декількох колоїдних частинках, сприяють утворенню більших за розмірами агрегатів;

в) молекули ВМС адсорбують на своїй поверхні йони електролітів, запобігаючи коагуляції колоїдної системи;

г) молекули ВМС, адсорбуючись на поверхні колоїдних частинок, сприяють утворенню більшої за розмірами гідратної оболонки.

2) Визначити захисне число білка, якщо при додаванні до 2 см³ золю 0,5 см³ розчину з масовою часткою білка 0,5% (r = 1 г/см³) спостерігалося явище колоїдного захисту.

а) 2,5 мг; б) 2,5 мг; в) 10,0 мг; г) 50,0 мг.

3) Вибрати речовини, які в організмі людини виконують захисну дію:

а) електроліти; б) холестерин; в) білки; г) полісахариди.

4) Вибрати фактори, від яких залежить захисна дія ВМС:

1 – природа ВМС, 2 – ступінь полімеризації ВМС; 3 – природа колоїдного розчину; 4 – природа електроліту, що викликає коагуляцію.

а) 1, 2, 3; б) 2, 3, 4; в) 1, 3, 4; г) 1, 2, 4.

5) Вказати, як називається процес зниження стійкості колоїдного розчину при додаванні невеликої кількості ВМС, недостатньої для захисної дії, що супроводжується осадженням дисперсної фази.

а) седиментація; б) флокуляція; в) флотація; г) взаємна коагуляція.

ПРАВИЛЬНІ ВІДПОВІДІ.

1) Правильна відповідь г).

Гідрофільні молекули ВМС, наприклад, молекули білка на ліпідних частинках у крові, адсорбуються на поверхні колоїдних частинок. При цьому частинка, що утворюється, хоча і стає більшою за розмірами і принципово менш стійкою, за рахунок великої гідратної оболонки набуває більшої стабільності. Оболонка запобігає злипанню колоїдних частинок під дією сил притягання при їх взаємному наближенні. В цілому гідрофобний золь стає гідрофільним.

2) Правильна відповідь б).

Визначимо масу білка у розчині:

m(білка) = = = 0,0025 г = 2,5 мг

Розрахуємо захисне число (З.Ч.), яке дорівнює масі білка (мг), що захищає від коагуляції 10 см³ золю:

З.Ч. = = = 12,5 мг

3) Правильні відповіді в) і г).

В організмі людини захисну дію виконують такі високомолекулярні сполуки: білки, поліпептиди, полісахариди. Вони адсорбуються на гідрофобних частинках фосфату та карбонату кальцію, ліпідів, інших важкорозчинних у воді сполук, набагато підвищуючи їх гідрофільність, а, значить, і стійкість.

4) Правильна відповідь а).

Захисна дія ВМС залежить від багатьох факторів. У першу чергу, це природа полімеру і колоїдного розчину, яка найбільше впливає на процес адсорбції. Крім того, захисна дія полімерів залежить від ступеня полімеризації ВМС, ступеня дисперсності частинок дисперсної фази, а для білків і поліпептидів – від рН колоїдного розчину. Природа електроліту, що викликає коагуляцію, є вторинним фактором, який впливає на процес коагуляції, а захисну дію адсорбованих молекул ВМС майже не змінює.

5) Правильна відповідь б).

При додаванні до колоїдних розчинів деяких видів ВМС (у першу чергу, поліелектролітів з лінійними молекулами) у невеликих кількостях, недостатніх для захисної дії, відбувається явище, яке називається флокуляцією. У таких випадках полімерні макромолекули окремими частинами ланцюга адсорбуються на різних колоїдних частинках, об¢єднуючи їх у єдиний агрегат. Стійкість таких агрегатів набагато менша, ніж окремих колоїдних частинок, тому спостерігається утворення осадів – флокулятів.

8. ВКАЗІВКИ ДО РОБОТИ СТУДЕНТІВ НА ЗАНЯТТІ.

8.1.Перевірка захисної дії желатини.

Відміряти у дві колбочки по 10 см³ золю Fe(OH)₃. Додати у першу колбочку з бюретки розчин з молярною концентрацією сульфату амонію 0,02 моль/л до перших ознак коагуляції (легке помутніння) і визначити об¢єм електроліту, потрібний для коагуляції. У другу колбочку додати 1см³ розчину желатини з масовою часткою 0,5%, а потім – такий же об¢єм розчину сульфату амонію, що і у першу колбочку. Відмітити, чи утворився каламутний розчин, тобто чи відбулася коагуляція. Зробити висновок про захисну дію желатини.

• ⇐ Назад
• 4
• 5
• 6
• 7
• 8
• 9
• 101112
• 13
• 14
• 15
• 16
• 17
• 18
• 19
• Далее ⇒