Задание 5. Электрокинетические свойства коллоидных систем. Определение знака заряда и величины ζ-потенциала гидрофобных коллоидов электрофоретическим методом

1. приготовление золя хлорида серебра (метод реакции двойного обмена).

Вколбу емкостью 100 мл наливают определенный объем (полученный по заданию преподавателя) 0,02 н раствора азотнокислого серебра. К этому раствору небольшими порциями и при непрерывном и энергичном встряхивании приливают опре­деленное преподавателем количество 0,02н хлорида калия. В приготовленном золе хлорида серебра методом электрофореза определяют величину и знак электрокинетического потенциала.

2. Определение катода и анода источника тока.

Определяют катод и анод источника тока. Для это­го на стеклянную пластинку помещают фильтровальную бумажку и смачивают её небольшим количеством насыщенного раствора КСl и каплей фенолфталеина. Вилку шнура включают в сеть. Прикасаются двумя электродами к смоченной фильтровальной бумаге, обнаруживают и помечают катод по розовой окраске фенолфталеина вокруг него (не допускать соприкосновения электродов, так как это вызовет короткое замыкание).

3. Определение ζ-потенциала методом электрофореза.

Рис.18. Электрофоретическая трубка:

В - воронка; К - кран; а - надстилающая жидкость; б — гидро­золь.

Приготовленным гидрозолем хлорида серебра заполняют электрофоретическую трубку (рис.18): через воронку (В) нали­вают небольшую порцию гидрозоля. Осторожно открывают кран (К) так, чтобы гидрозоль заполнил отверстия крана, не выступая из него, следя за тем, чтобы в трубке не образовались пузырьки воздуха, после чего кран закрывают. Через одно из колен U-образной трубки наполняют её надстилающей жидкостью до половины. Затем заполняют воронку оставшимся гидрозолем, следя за тем, чтобы в трубке не образовались пузырьки воздуха. Встав­ляют электроды в отверстия колен U - образной трубки и изме­ряют расстояние между электродами вдоль трубки по пути прохождения электрического тока (величина написана на во­ронке).

Постепенно открывают кран. Вследствие разности уровней в трубке и воронке гидрозоль начнет медленно поступать в труб­ку. Чем медленнее поднимается гидрозоль, тем резче будет гра­ница между ним и надстилающей жидкостью. При правильном заполнении электрофоретической трубки электроды должны быть погружены в надстилающую жидкость приблизительно на 0,5 см, а граница раздела - находиться в пределах градуирован­ной части трубки.

После заполнения трубки кран закрывают и записывают положение границы золя и надстилающей жидкости в катодном и анодном коленах в таблицу 22. Включают электроды в розетку и пропускают через трубку постоянный ток в течении 5 мин. В процессе прохождения тока по вольтметру фиксируют электро­движущую силу.

Таблица 22

Результаты определения ζ- потенциала

положение границ раздела, см	смещение, S, см	время, t, сек	Е, В	l, см	ζ - потенциал	знак заряда
до прохождения тока	после прохождения тока
катод	анод	катод	анод

Через 300 секунд выключают ток и вновь записывают по­ложение границ раздела в таблицу 22. Вычисляют величину ζ - потенциала по уравнению

ζ = × ×

где η - вязкость дисперсионной среды, ε - диэлектрическая про­ницаемость, - расстояние между электродами (см), Е - электро­движущая сила (В), S - расстояние (см), пройденное дисперсной фазой за время τ (с).

После подстановки постоянных величин уравнение прини­мает вид

ζ = 209× ×

Смещение золя S равно полусумме расстояний, пройден­ных дисперсной фазой в катодном и анодном коленах U - образ­ной трубки.

Знак заряда коллоидных частиц противоположен знаку за­ряда того электрода, по направлению к которому смещался золь.

Вопросы для самоконтроля:

1. Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию и степени дисперсности.

2.Классификация коллоидных систем по степени взаимодействия частиц дисперсной фазы с дисперсионной средой.

3. Методы получения и очистки коллоидных систем.

4. Что такое пептизация.

5. Почему гидрофобные коллоидные системы термодинамически неустойчивые?

6. Кинетическая и агрегативная устойчивость коллоидных систем.

7. Теория ДЭС по Штэрну.

8. Строение коллоидной мицеллы.