Міністерство освіти і науки
Національний університет «Львівська політехніка»
Лабораторна робота №1.
Одержання дисперсних систем
Лабораторна робота №1
ОДЕРЖАННЯ ДИСПЕРСНИХ СИСТЕМ
Мета роботи: отримати дисперсні системи конденсаційними та диспергаційними методами.
Послідовність виконання роботи
Одержання золів методом заміни розчинника
Робота 1. Отримання золю каніфолі.
У пробірку наливають 10 мл дистильованої води і , перемішуючи, вводять 1 краплину 2 % спиртового розчину каніфолі. Утворюється прозорий золь, який виявляє здатність до опалесценції (тобто розсіювання світла внаслідок дифракції).
Робота 2. Одержання золю сірки.
У пробірку наливають 10 мл дистильованої води і, перемішуючи, вводять 0,5 – 1 мл насиченого спиртового розчину сірки. Утворюється прозорий золь, який виявляє здатність до опалесценції.
Одержання золів за допомогою хімічних реакцій
Робота 3.Одержання золю йодистого срібла в присутності електроліту- стабілізатора KJ.
До 10 мл 0,01 н розчину KJ краплинками додають 1 мл 0,05 н розчину AgNO3і одержують золь, виявляє здатність до опалесценції.
Робота 4. Отримання золю берлінської лазурі.
До 10 мл 1 % розчину FeCl3 додають 1 – 2 краплини 0,01 % розчину K4Fe(CN)6.
Одержанняемульсії методом механічного диспергування
Робота 5. Отримання емульсії декану.
У пробірку наливають 5 мл дистильованої води, додають 3 – 4 краплини забарвленого в синій колір декану і, закривши пробірку, інтенсивно струшують. Отримана емульсія є нестійкою і швидко руйнується : краплини дисперсної фази зливаються та спливають, система розшаровується. З метою стабілізації до емульсії додають 1 – 2 мл водного розчину поверхнево – активної речовини (звичайного мийного засобу, як-от шампуню чи мила),активно струшують. За допомогою піпетки відбирають краплину стабілізованої емульсії, наносять на предметне скло і розглядають під мікроскопом при восьмикратному збільшенні.
Контрольні запитання
Фаза – це частина системи із властивим їй хімічними складом та фізичними властивостями. Гомогенна система – це система, що складається з однієї фази (суміш газів, розчин солі у воді). Гетерогенною системою називають систему, що складається із декількох фаз (суміш води та олії, суміш льоду, води та водяної пари над ними).
Дисперсні системи – це гетерогенні системи, в яких одна із фаз перебуває в подрібненому стані. Наприклад, емульсія.
Дисперсійне середовище – це суцільна частина дисперсної системи. Частинки подрібненої речовини називаються дисперсною фазою.
Емульсія – це дисперсна система, утворена двома взаємно нерозчинними рідинами, котрі сильно відрізняються за полярністю. Наприклад, вода та будь-яка органічна сполука низької полярності.
Дисперсні системи можна класифікувати за агрегатним станом дисперсної фази та дисперсійного середовища, за розміром частинок дисперсної фази.
Золями називають такі системи, у яких розмір твердих частинок ДФ лежить в межах 10-9 – 10-7 м і розподілені вони в рідкому дисперсійному середовищі ( золі металів,рубінове скло,сік рослин)
Класифікацією дисперсних систем за розміром частинок дисперсної фази: високодисперсні - 10-9 – 10-7 м, середньодисперсні - 10-7 – 10-5 м, грубодисперсні - 10-5 м і більше.
Дисперсні системи з розміром частинок дисперсної фази від 10-9 – 10-5м
належать до колоїдних.
Істині розчини належать до гомогенних систем, оскільки розчинені речовини дисперговані до молекул чи іонів і не утворюють окремої фази.
До основних методів отримання дисперсних систем належать: диспергаційні методи та конденсаційні або агрегаційні методи. Але їх можна отримувати подрібненням крупних частинок(диспергаційний метод), або об’єднанням молекул, іонів у більші агрегати(конденсаційні методи).
Диспергаційні методи:
Механічне диспергування – дроблення, розмелювання, розтирання. Як результат, отримують цемент, борошно, крупи,какао-порошок, пігменти;
Ультразвукове диспергування – одержують емульсії,порошки крихких речовин
Електричне диспергування у вольтовій дузі – отримують золі металів, графіту.
Агрегаційні методи:
Хімічна конденсація, нова фаза виникає у разі хімічної реакції, котра проходить з утворенням речовини, нерозчинної в певному дисперсійному середовищі (реакція окиснення-відновлення, обмін, гідролізу, полімеризації.)
Фізична конденсація:
Заміна розчинника. У цьому методі істинний розчин речовини невеликими порціями додають до рідини, котра добре розчиняє розчинник, але погано – розчинену речовину, що призводить до виділення її у вигляді окремої фази;
Конденсація парів може відбуватися в пересичених системах, наприклад під час різкого охолодження;
Кристалізація речовини з їхніх пересичених або переохолоджених розчинів. На першому з цих методів ґрунтується виробництво цукру.Другий метод під час отримання морозива забезпечує необхідні властивості та товарний вигляд продукту.