Адсорбционные равновесия и процессы на неподвижных границах раздела фаз.

Задания для самостоятельной работы

10.7. При уменьшении концентрации раствора новокаина с 0,2 моль/л до 0,15 моль/л поверхностное натяжение возросло с 6,9 10-2Н/м до 7,1 10-2Н/м, а у раствора кокаина с 6,5 10-3Н/м до 7,0 10-2Н/м. Срав­ните величины адсорбции двух веществ в данном интервале концент­раций (T = 298 К).

10.11. Оцените, во сколько раз поверхностная активность пентанола будет больше поверхностной активности этанола в разбавленных растворах одинаковой концентрации.

10.15. Площадь поперечного сечения молекулы этилацетата равна 2,2 10-19м2. Определите длину молекулы данного вещества (плотность этилацетата = 0,9 г/мл).

10.16. Величина предельной адсорбции высших предельных спиртов составля­ет 7,69 10-6моль/м2. Определите длину молекулы пропанола и бутанола. Какова площадь поперечного сечения молекулы спиртов этого ряда? (Плотность пропанола и бутанола равна соответственно 0,804 г/мл и 0,809 г/мл).

10.17. Плотность поперечного сечения молекулы олеата натрия составляет 2,8 10-19м2. Вычислите объем раствора 5 г вещества в 1 л бензола, требуемый для покрытия монослоем (после испарения бензола) 2 м2водной поверхности?

10.27. К водному раствору этилацетата объемом 70,00 мл с поверхностным на­тяжением 50 мН/м добавили активированный уголь массой 2 г. После установления адсорбированного равновесия поверхностное натяжение увеличилось до 56 мН/м. Определите величину адсорбции этилацетата на активированном угле (см. изотерму поверхностного натяжения вод­ного раствора этилацетата при 298 К).

Занятие 10

Получение и устойчивость дисперсных систем.

Дата_________Лабораторная работа № ______

Способы получения дисперсных систем. Коагуляция золей электролитами.

Цель работы: Изучить способы получения и очистки коллоидных растворов, их оптические свойства. Приобрести навыки измерения порогов коагуляции золей и коагулирующей способности электролитов, научится пептизировать осадки электролитами.

Оборудование и реактивы:Проекционный фонарь; горелка газовая; пробирки; капельницы; воронка; пипетки глазные; фильтровальная бумага; бюретки.

Раствор канифоли в этаноле; растворы: гексацианоферрата(II) калия, нитрата серебра, сульфата меди; раствор танина. Гидрозоль гидроксида железа(III); раствор сульфата натрия (с(Na₂SO₄)= 0,0025 моль/л); раствор гексацианоферрата(III) калия (с(К₃[Fe(CN)₆])=0,0025 моль/л); растворы хлорида железа(III) (с(FeCl₃) = 0,5 моль/л и насыщенный); раствор аммиака и соляная кислота, с(HCl)=0,1 моль/л.

Ход работы:

Опыт 1.Получение гидрозоля канифоли методом замены растворителя.

В пробирку наливают приблизительно 10 мл (1/2 пробирки) дистиллированной воды и добавляют 5 капель раствора канифоли в этаноле.

Смесь энергично перемешивают и, зажав пробирку в держателе, нагревают до кипения для удаления избытка этанола.

Для наблюдения эффекта Фарадея-Тиндаля пробирку с коллоидным раствором помещают на пути луча света проекционного фонаря. Рассматривают пробирку под углом 90⁰ к направлению падающего луча. Результаты наблюдений записывают в таблицу.

Опыт 2. Получение гидрозоля гидроксида железа(III) методом гидролиза.

В пробирку наливают приблизительно 10 мл (1/2 пробирки) дистиллированной воды и нагревают до кипения; в кипящую воду добавляют 5 капель раствора хлорида железа (III) и продолжают нагревание до появления красно- бурой окраски. Наблюдают, образуется ли конус Фарадея-Тиндаля при пропускании пучка света через полученный раствор.

Уравнение реакции:

Схема строения мицеллы:

Опыт 3. Получение гидрозоля серебра методом восстановления.

В пробирку наливают приблизительно 10 мл дистиллированной воды и добавляют 4-5 капель 0,1% раствора нитрата серебра; полученный раствор нагревают до кипения и по каплям, с интервалами в 1 мин, добавляют 1% раствор танина до появления устойчивой желтой окраски.

Наблюдают, образуется ли конус Фарадея-Тиндаля при пропускании пучка света через полученный раствор. Золь серебра выливают в специальную склянку. Результаты наблюдений записывают в таблицу.

Экспериментальные данные.

Опыт	Золь	Метод получения	Внешний вид	Наблюдение конуса рассеяния света
Физический или химический	Диспергирование или конденсация	В проходящем свете	В отраженном свете

Опыт 4. Определение порогов коагуляции.

1. Проводят последовательно два опыта с растворами электролитов Na₂SO₄ и К₃[Fe(CN)₆]. Готовят исходные растворы электролита различных концентраций, смешивая в пяти пробирках отмеренные с помощью бюреток исходный раствор электролита и дистиллированную воду в соотношениях, указанных в таблице.

2. В пять хорошо вымытых пробирок отмеривают из бюретки по 5,0 мл гидрозоля железа(III). Во все пробирки с золем приливают по возможности одновременно приготовленные растворы электролита и тотчас же перемешивают. Через 10 мин отмечают, в каких пробирках наблюдается помутнение или образование осадка. Результаты наблюдений записывают в таблицу: знаком «+» отмечают наличие коагуляции, знаком «─» отсутствие.

Экспериментальные данные.

Пробирка	Объем, мл	Результаты наблюдений Коагулирующий электролит
Раствор электролита	Вода	Na2SO4	К3[Fe(CN)6].
	2,5	0,5
	2,0	1,0
	1,5	1,5
	1,0	2,0
	0,5	2,5