Зертханалық жұмыс №7
Тақырыбы: Темір гидроксиді гидролизінің ұюы мен тұрақтануын зерттеу
Мақсаты: Темір гидроксиді гидрозолінің ұю табалдырығы мен қорғаушы санын анықтау.
Бақылау сұрақтары:
1. Коллоидты жүйедегі тұрақтылық түрлері.
2. Лиофилді және лиофобты жүйелер.
3. Лиофобты жүйедегі тұрақсыздық себептері және ондағы өздігінен жүретін құбылыстар.
4. Ұю құбылысы және оған әсер етуші себептер.
5. Ұю табалдырығы және элекролиттің оған әсері.
6. Қорғаушы саны және ЖМҚ қорғаушы механизмі.
Аспаптар мен ыдыстар:сыйымдылығы 300 мл колба, пипеткалар, пробиркалар - 10 мл - 20 дана, 100 мл стакан, электр плитасы.
Реактивтер: темір хлоридінің 2 процентті ерітіндісі, 0,001Н натрий сульфатының ерітіндісі, 0,12% желатин ерітіндісі, таза су.
Жұмыс реті: темір хлориді әлсіз негіз бен күшті қышқылдың тұзы болғандықтан, оның судағы ерітіндісін қайната қыздырғанда гидролизденеді, яғни негіз бен қышқылға ыдырайды:
ҒеСl3 + 3НгО→ Ғе(ОН)3 + ЗHСl
Темір хлоридінің ыдырау реакциясы тез жүріп, суда ерімейтін аса ұсақ та жүзгін бөлшектерді, темір гидроксидін – Ғе(ОН)3 түзеді. Ерімейтін бөлік, коллоидты бөлшектің агрегатын-түйірін құрайды, ол реакция кезінде алынатын тұз қышқылының Ғе(0Н)3 тұнбасына әсері нәтижесінде түзілетін ҒеОСІ аралық қосылысы көмегімен тұрақталынады:
Ғе(ОН)3 + НСІ→ ҒеОСІ + 2НгО
ҒеОСІ ↔ ҒеО+ + Сl-
Мына құрамдағы мицелла алынды:
{ 
} 
Агрегат потенциалды адсорбциялық диффузиялық
анықтаушы қабаттағы кері қабаттағы кері
иондар иондар иондар
ядро
Адсорбциялық қабат
Диффузиялық қабат
Темір гидроксиді гидрозолінің мицелласы
1 тәжірибе. Темір гицроксиді гидрозолін алу. Оны алу үшін, сыйымдылығы 300 мл колбаға 250 мл таза суды (дистилді) құйып, электр плитасында қыздырып қайнатады да оған шамамен 10 мл темір хлоридінің ерітіндісін ақырын, тамшылата қосады. Нәтижеде түзілген қою қызыл-қоңыр түсті золь ерітіндісін қалыпты, яғни бөлме температурасына дейін салқындатады.
№2 тәжірибе. Ұю табалдырығын анықтау. Он пробиркаға 10 мл темір гидроксидінің гидрозолін құйып, олардың әрқайсысынан ылғи өсіп отыратын мөшердегі 0,001Н натрий сульфатының ерітіндісін қосады да әрбір пробиркадағы жалпы көлемді, оларға таза су қосу арқылы теңестіреді. Ол үшін мына кестедегідей етіп, рет-ретімен орналастырады.
| Пробирка реті | ||||||||||
| Золь, мл | 10,0 | 10,0 | 10,0 | 10,0 | 10,0 | 10,0 | 10,0 | 10,0 | 10,0 | 10,0 |
| Электролит, мл | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 | 4,5 | 5,0 |
| Таза су, мл | 4,5 | 4,0 | 3,5 | 3,0 | 2,5 | 2,0 | 1,5 | 1,0 | 0,5 | 0,0 |
| Жалпы көлем, мл | 15,0 | 15,0 | 15,0 | 15,0 | 15,0 | 15,0 | 15,0 | І5,0 | 15,0 | І5,0 |
| Лайлану | - | - | - | - | - | + | + | + | + | + |
Мұндағы алу таңбалары, коллоидты ерітіндіге электролит қосылғанымен ұю құбылысының басталмағанын көрсетеді, өйткені электролит мөлшері жеткіліксіз, олар 1-5 пробиркалар. Ал қосу таңбалары, коллоидты ерітіндінің ұйығанын нұсқайды, олар 6-10 пробиркалар. Есептеу үшін әлі ұю басталмаған 5 пробиркаға қосылған электролит көлемі - 2,5 мл мен ұю басталған 6 пробиркаға қосылған 3,0 мл екеуінің орташа мәнін, 2,5 мл + 3,0 мл = 5,5 мл : 2 = 2,75 мл алады.
Коллоидты ерітіндінің ұю табалдырығын теңдеу бойынша есептейді:
Мұндағы γ табалдырығы, литрдегі ммоль; Сэл - қосылған электролитің таралымы (концентрациясы); Vэл - есептеуге қажетті, орташа мәндегі электролит көлемі, мысалы, жоғарыдағы 2,75 мл сиякты, V3 - алынған коллоидты ерітінді көлемі, айталық кестедегі 10,0 мл.
№3 тәжірибе. Қорғаушы санын анықтау. Алдыңғы тәжірибедегідей он пробиркаға әуелі коллоидты ерітіндіні, таза суды, қорғаушы ретіндегі 0,12 процентті желатин ерітіндісін құйып, мұқият араластырып, шамамен 5-7 минуттей сақтайды да тұрақты мөлшердегі электролит қосады. Мұны мысал ретінде берілген келесі кестедегі рет бойынша орындауға болады
| Пробирка реті | ||||||||||
| Золь, мл | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 |
| Су, мл | 0,0 | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 | 4,5 |
| Желатин, мл | 5,0 | 4,5 | 4,0 | 3,5 | 3,0 | 2,5 | 2,0 | 1,5 | 1,0 | 0,5 |
| Электролит, мл | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 |
| Жалпы | 11, 5 | 11, 5 | 11,5 | 11,5 | 11,5 | 11,5 | 11,5 | 11,5 | 11,5 | 11,5 |
| Лайлану | - | - | - | + | + | + | + | + | + | + |
Мұндағы да алу таңбасы коллоидты ерітіндінің әлі ұйымағандығын, ал қосу - ұйығандығын көрсетеді. Осындағы 1,5мл алынған электролит мөлшері екінші тәжірибеде ұйыған алтыншы пробиркадағы электролит көлеміне сәйкес және ол әрбір тәжірибеде өзгеруі мүмкін. Сол сияқты желатин ерітіндісін де екі түрлі етіп әзірлеуге болады. Мысалы, әуелі 50 мг желатинді 100 мл таза суда ерітіп бірінші және кіші таралымдағы ерітіндіні әзірлеп, онымен қорғаушы санын анықтайды да осын мұны 100 мл таза суда 100 мг желатинді ерітіп екінші рет анықтайды.
Қорғаушы санын теңдеу бойынша анықтайды:
мұндағы Сж - желатин таралымы, Vж - ұю құбылысын болдырмай, коллоидты ерітіндіні қорғайтын желатин ерітіндісінің ең аз көлемі, V3 - алынған коллоидты ерітінді, яғни золь көлемі. Мұнда да үшінші мен төртінші пробиркаға қосылған желатин ерітіндісінің орташа мәнін, 4+3,5=7,5; 7,5:2=3,75 мл, алады.