МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ „ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
КАФЕДРА ФІЗИЧНОЇ ТА КОЛОЇДНОЇ ХІМІЇ
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1
з курсу „Основи природознавства”
МЕТА РОБОТИ
Отримати колоїдні системи шляхом проведення хімічних реакцій.
ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ
Дисперсними називають гетерогенні системи, в яких одна із фаз знаходиться в подрібненому стані. Фазу, яка складається із частинок подрібненої речовини, називають дисперсною фазою, а середовище, в якому розподілені ці частки – дисперсійним середовищем. Залежно від розміру частинок подрібнеої фази дисперсні системи поділяють на:
ультрамікрогетерогенні, з розміром частинок від 10-9 до 10-7м,
мікрогетерогенні, розмір частинок яких лежить в межах від 10-7 до 10-5м,
грубодисперсні, з частинками , розмір яких є більшим від 10-5м.
Дисперсні системи з частинками ультрамікрогетерогенних розмірів прийнято називати золями.
Дисперсні системи є основним об’єктом вивчення колоїдної хімії. Вони характеризуються розвиненою міжфазною поверхнею і великим запасом вільної поверхневої енергії. Ці системи є термодинамічно нестійкими і виявляють високу здатність до агрегації (укрупнення частинок). Частинки дисперсних систем беруть участь у тепловому русі. При зіткненні, під дією міжмолекулярних сил притягання, вони злипаються, утворюючи більш крупні агрегати, які осідають під дією гравітаційного поля.
На практиці для забезпечення агрегативної стійкості колоїдних систем застосовують стабілізатори – електроліти та поверхнево-активні речовини (ПАР). Введені в дисперсну систему стабілізатори адсорбуються на поверхні частинок потрібненої фази і створюють навколо них захисну оболонку, яка запобігає протіканню процесу агрегації.
МЕТОДИ ОДЕРЖАННЯ КОЛОЇДНИХ СИСТЕМ
Дисперсні системи можна отримувати двома принципово різними методами:
диспергаційним, який полягає у подрібнені крупних частинок дисперсної фази до колоїдних розмірів;
агрегаційним, в процесі якого окремі молекули, іони та атоми об’єднаються в більш крупні агрегати.
Одержати золі диспергаційним методом можна: а) механічним подрібненням частинок грубих дисперсій при їх роздавлюванні, розтиранні, із застосуванням різних механізмів; б) ультразвуковим диспергуванням із застосуванням ультразвукових коливань високої частоти; в) електричним диспергуванням у вольтовій дузі.
Особливим методом одержання золів є отримання їх із гелів або крихких осадів, що утворюються при коагуляції. Цей метод називається пептизацією. Пептизацію осаду проводять шляхом промивання його водою і виділенням із нього електроліту, який викликав коагуляцію дисперсної системи, або додаванням електроліту-стабілізатора.
Одержання золів агрегаційним методом здійснюється: а) конденсацією переохолодженої пари в газовому або рідкому середовищі; б)кристалізацією пересиченого розчину; в) зміною складу середовища (розчинника) або умов існування системи таким чином, щоби розчинена речовина в нових умовах стала нерозчинною; г) проведенням хімічних реакцій з утворенням нерозчинної речовини.
Найбільш наочним прикладом отримання золів є конденсація переохолодженої пари в повітряному середовищі. При переохолоджені пари речовини в системі створюється надлишковий тиск (перенасичення), величина якого є більшою від рівноважного тиску. Внаслідок цього в газовій фазі утворюються крупні агрегати молекул у вигляді краплинок рідини (туман) або твердих частинок (дим). При пропусканні пари речовини через охолоджену рідину отримують діозолі. Таким методом одержують колоїдні розчини сірки, селену, телуру, ртуті.
Метод заміни розчинника полягає в тому, що для одержання золю речовину попередньо розчиняють у рідині, з якою вона утворює істинний розчин. Цей розчин переливають у великий об’їм іншого розчинника, який необмежено розчиняється в першому, але не розчиняє дану речовину. Метод заміни розчинника дуже зручний при одержанні золів та технічних емульсій.
Найбільшого розповсюдження набув агрегаційний метод отримання колоїдних систем за допомогою хімічних реакцій всіх типів: обміну, від...
