Лабораторная работа 5 ознакомление с дисперсными системами. Дисперсные системы. Ход выполнения работы

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

23.12.2023

Лабораторная работа №1

Ознакомление со свойствами смесей и дисперсных систем

Цель: получить дисперсные системы и исследовать их свойства

Оборудование: пробирки, штатив*

Реактивы: дистиллированная вода, раствор желатина, кусочки мела, раствор серы

Методические указания:

1. Приготовление суспензии карбоната кальция в воде.

Налить в 2 пробирки по 5мл дистиллированной воды.

В пробирку №1 добавить 1мл 0,5%-ного раствора желатина.

Затем в обе пробирки внести небольшое количество мела и сильно взболтать.

Поставить обе пробирки в штатив и наблюдать расслаивание суспензии.

Ответьте на вопросы:

Одинаково ли время расслаивания в обеих пробирках? Какую роль играет желатин? Что является в данной суспензии дисперсной фазой и дисперсионной средой?

2. Исследование свойств дисперсных систем

К 2-3мл дистиллированной воды добавьте по каплям 0,5-1мл насыщенного раствора серы. Получается опалесцирующий коллоидный раствор серы. Какую окраску имеет гидрозоль?

3. Напишите отчет:

В ходе работы отобразите проведенные опыты и их результат в виде таблицы:

*Цель*	*Схема опыта*	*Результат*
Приготовить суспензию карбоната кальция в воде
Исследовать свойства дисперсных систем

Сделайте и запишите вывод о проделанной работе.

Практическая работа №2

Приготовление раствора заданной концентрации

Цель: приготовить растворы солей определенной концентрации.

Оборудование: стакан, пипетка, весы, стеклянная лопаточка, мерный цилиндр

Реактивы: сахар, поваренная соль, пищевая сода, холодная кипяченая вода

Методические указания:

Приготовьте раствор вещества с указанной массовой долей вещества (данные указаны в таблице для десяти вариантов).

Произведите расчеты: определите, какую массу вещества и воды потребуется взять для приготовления раствора, указанного для вашего варианта.

варианта	наименование	массовая доля вещества	масса раствора

	поваренная соль
	пищевая сода

	поваренная соль
	пищевая сода

	поваренная соль
	пищевая сода

1. Отвесьте соль и поместите ее в стакан.

2. Отмерьте измерительным цилиндром необходимый объем воды и вылейте в колбу с навеской соли.

Внимание! При отмеривании жидкости глаз наблюдателя должен находиться в одной плоскости с уровнем жидкости. Уровень жидкости прозрачных растворов устанавливают по нижнему мениску.

3. Напишите отчет о работе:
-укажите номер практической работы , ее название, цель, используемое оборудование и реактивы;

Оформите расчеты в виде задачи;

Схемой отобразите приготовление раствора;

Сделайте и запишите вывод.

Лабораторная работа №2

Свойства неорганических кислот

Цель: изучить свойства неорганических кислот на примере соляной кислоты

Оборудование: пробирки, шпатель, пипетка, пробиркодержатель, спиртовка*

Реактивы: раствор соляной кислоты, лакмус, фенолфталеин, метилоранж; гранулы цинка и меди, оксид меди, раствор нитрата серебра.

Методические указания:

1. Испытание растворов кислот индикаторами:

В три пробирки налейте раствор соляной кислоты и поставьте их в штатив.

В каждую из пробирок добавьте несколько капель каждого индикатора: 1- метилоранж, 2- лакмус, 3- фенолфталеин. Зафиксируйте результат.

Индикатор
	нейтральная	щелочная

Фенолфталеин	бесцветный	бесцветный
метилоранж			оранжевый

2. Взаимодействие кислот с металлами:

Возьмите две пробирки и поместите в 1 – гранулу цинка, во 2 – гранулу меди.

3. Взаимодействие с оксидами металлов:

Поместите в пробирку порошок оксида меди (II), прилейте раствора соляной кислоты. Нагрейте пробирку и зафиксируйте результат и объясните.

4. Взаимодействие с солями:

В пробирку налейте раствор нитрата серебра и добавьте раствор соляной кислоты. Результат зафиксируйте и объясните.

5. Напишите отчет о работе:

Укажите номер лабораторной работы, ее название, цель, используемое оборудование и реактивы;

Заполните таблицу

Наименование опыта	Схема проведения опыта	Наблюдения	Объяснение наблюдений	Химическое уравнение реакции

*(при наличии технической возможности) компьютер, OMS модуль

Лабораторная работа №3

«Факторы, влияющие на скорость химической реакции»

Цель: выявить зависимость скорости химической реакции от различных факторов.

Оборудование: пробирки, стаканы, шпатель, электроплитки, колбы, мерный цилиндр, штатив, газоотводные трубки, весы, воронка, фильтровальная бумага, стеклянная палочка*

Реактивы: гранулы цинка, магния железа, кусочки мрамора, соляная и уксусная кислота; цинковая пыль; пероксид водорода , оксид марганца (II).

Методические указания:

1. Зависимость скорости химической реакции от природы веществ.

Налейте в три пробирки раствор соляной кислоты. В первую пробирку положите гранулу магния, во вторую – гранулу цинка, в третью – гранулу железа.

Возьмите 2 пробирки: в 1 – налейте соляной кислоты, во 2 – уксусной кислоты. В каждую пробирку положите по одинаковому кусочку мрамора. Зафиксируйте наблюдения, определите какая реакция идет с большей скоростью и почему.

2. Зависимость скорости химической реакции температуры.

В два химических стакана налейте одинаковое количество соляной кислоты и накройте их стеклянной пластинкой. Поставьте оба стакана на электроплитку: для первого стакана установите температуру - 20˚С, для второго - 40˚С. На каждую стеклянную пластинку положите по грануле цинка. Приведите приборы в действие, одновременным сбрасыванием гранул цинка с пластинок. Зафиксируйте наблюдений и объясните.

3. Зависимость скорости химической реакции от площади соприкосновения реагентов.

Соберите две одинаковых установки:

В колбы налейте по 3 мл соляной кислоты одинаковой концентрации, установите их горизонтально на штативе, шпателем в первую колбу (в ее горлышко) поместите порошок цинка, во вторую – гранулу цинка. Закройте колбы газоотводными т рубками. Одновременно приведите приборы в действие повернув их в вертикальную плоскость на 90 градусов против часовой стрелки.

4. Зависимость скорости химической реакции от катализатора.

В два химических стакана налейте одинаковое количество 3% пероксида водорода. Взвесьте один шпатель катализатора – оксида марганца (II). В первый стакан добавьте взвешенный катализатор. Что наблюдаете, оцените скорость разложения пероксида водорода с катализатором и без него.

5. Напишите отчет:

Проведенные опыты, их результаты и объяснения зафиксируйте в виде таблицы

	Наименование опыта	Схема проведения опыта	Наблюдения	Объяснение наблюдений	Химическое уравнение реакции

Сформулируйте и запишите вывод о влияние каждого фактора на скорость химической реакции

*(при наличии технической возможности) компьютер, OMS модуль

Практическая работа №3

Решение экспериментальных задач по теме: «Металлы и неметаллы»

Цель: научиться распознавать предложенные вам вещества, используя знания об их химических свойствах.

Оборудование: штатив с пробирками

Реактивы: растворы нитрата натрия, сульфата натрия, хлорида натрия, фосфата натрия, нитрата бария, нитрата кальция, нитрата серебра и нитрата меди

Методические указания:

1. Распознавание неметаллов:

В четырех пробирках находятся растворы: 1 - нитрата натрия, 2 - сульфата натрия, 3 – хлорид натрия, 4 – фосфат натрия, определите в какой из пробирок находится каждое из указанных веществ (для определения аниона следует подобрать такой катион, с которым анион даст осадок).

	1 - нитрата натрия	2 - сульфата натрия	3 – хлорид натрия	4 – фосфат натрия
Вещество (идентификатор)
Наблюдения
Химическая реакция

2. Распознавание металлов:

В четырех пробирках находятся растворы: 1 – нитрата бария, 2 – нитрата кальция, 3 - нитрата серебра, 4 – нитрат меди, определите в какой из пробирок находится каждое из указанных веществ (для определения катиона металла следует подобрать такой анион, с которым катион даст осадок).

Результаты проведенных опытов зафиксируйте в отчетной таблице:

	1 - нитрата бария	2 – нитрат кальция	3 – нитрат серебра	4 – нитрат меди
Вещество (идентификатор)
Наблюдения
Химическая реакция

Укажите номер практической работы, ее название, цель, используемое оборудование и реактивы;

Заполните отчетные таблицы

Напишите вывод о способах идентификации металлов и неметаллов.

Лабораторная работа №4

«Изготовление моделей молекул органических веществ»

Цель: построить шаростержневые и масштабные модели молекул первых гомологов предельных углеводородов и их галогенопроизводных.

Оборудование: набор шаростержневых моделей.

Методические указания.

Для построения моделей используйте детали готовых наборов или пластилин с палочками. Шарики, имитирующие атомы углерода, готовят обычно из пластилина темной окраски, шарики, имитирующие атомы водорода, - из светлой окраски, атомы хлора – из зеленого или синего цвета. Для соединения шариков используют палочки.

Ход работы:

1. Соберите шаростержневую модель молекулы метана. На «углеродном» атоме наметьте четыре равноудаленные друг от друга точки и вставьте в них палочки, к которым присоединены «водородные» шарики. Поставьте эту модель (у нее должны быть три точки опоры). Теперь соберите масштабную модель молекулы метана. Шарики «водорода» как бы сплющены и вдавлены в углеродный атом.

Сравните шаростержневую и масштабную модели между собой. Какая модель более реально передает строение молекулы метана? Дайте пояснения.

2. Соберите шаростержневую и масштабную модели молекулы этана. Изобразите эти модели на бумаги в тетради.

3. Соберите шаростержневые модели бутана и изобутана. Покажите на модели молекулы бутана, какие пространственные формы может принимать молекула, если происходит вращение атомов вокруг сигма связи. Изобразите на бумаге несколько пространственных форм молекулы бутана.

4. Соберите шаростержневые модели изомеров C5H12 . изобразите на бумаге.

5. Соберите шаростержневую модель молекулы дихлорметана CH2Cl2

Могут ли быть изомеры у этого вещества? Попытайтесь менять местами атомы водорода и хлора. К какому выводу вы приходите?

6. Напишите отчет:

Укажите номер лабораторной работы, ее название, цель, используемое оборудование;

Зафиксируйте выполненные задания в виде рисунка и ответов на вопросы к каждому заданию

Сформулируйте и запишите вывод.

Практическая работа №4

Решение экспериментальных задач по теме: «Углеводороды»

Цель: научиться распознавать предложенные вам углеводороды, используя знания об их химических свойствах.

Методические указания:

Проанализируйте, как можно распознать пропан, этилен, ацетилен, бутадиен и бензол, исходя из знаний об их химических и физических свойствах

Результаты анализа зафиксируйте в отчетной таблице:

	ацетилен	бутадиен
физические свойства
химические свойства

(укажите в таблице только наиболее отличительные свойства каждого из классов углеводородов)

3. Напишите отчет и сформулируйте вывод:

Укажите номер практической работы, ее название и цель

Заполните отчетную таблицу

Напишите вывод о способах идентификации углеводородов.

Лабораторная работа №5

«Свойства спиртов и карбоновых кислот»

Цель: на примере этанола, глицерина и уксусной кислоты изучить свойства предельных одноатомных спиртов, многоатомных спиртов и карбоновых кислот.

Оборудование: пробирки,металлические щипцы, фильтровальная бумага, фарфоровая чашка, газоотводная трубка, спички, шпатель, штатив, штатив для пробирок*

Реактивы: этанол, металлический натрий; сульфат меди(II), гидроксид натрия, глицерин; уксусная кислота, дистиллированная вода, лакмус, гранулы цинка, оксид кальция, гидроксид меди, мрамор, гидроксид кальция.

1. Свойства предельных одноатомных спиртов.

В две пробирки налейте этилового спирта.

В 1 добавьте дистиллированной воды и несколько капель лакмуса. Зафиксируйте наблюдения и объясните.

Во вторую пробирку металлическими щипцами поместите кусочек натрия, предварительно промокнув его в фильтровальной бумаге. Зафиксируйте наблюдения и объясните.

Выделяющийся газ соберите в пустую пробирку. Не переворачивая пробирку, поднесите к ней зажженную спичку. Зафиксируйте наблюдения и объясните.

В фарфоровую чашку налейте небольшое количество этилового спирта. С помощью лучинки подожгите спирт в чашке. Зафиксируйте наблюдения и объясните.

2. Качественная реакция на многоатомные спирты.

В пробирку налейте раствор сульфата меди (II) и раствор гидроксида натрия. Зафиксируйте наблюдения и объясните.

Затем прилейте небольшое количество глицерина. Зафиксируйте наблюдения и объясните.

3. Свойства предельных карбоновых кислот.

В пять пробирок налейте уксусной кислоты.

В 1 прилейте небольшое количество дистиллированной воды и несколько капель лакмуса. Во 2 поместите гранулу цинка. Выделяющийся газ соберите в пустую пробирку, и проверьте его на горючесть.

В 3 поместите один шпатель оксида кальция.

В 4 поместите один шпатель гидроксида меди.

В 5 поместите кусочек мрамора. Выделяющийся газ пропустите через раствор гидроксида кальция.

Зафиксируйте наблюдения в каждой из пяти пробирок, напишите уравнения химических реакций и объясните наблюдаемые изменения.

4. Напишите отчет по указанному ниже плану:

Укажите номер лабораторной работы, ее название, цель, используемое оборудование и реактивы;

Проведенные опыты, их результаты и объяснения зафиксируйте в виде таблицы (на двойном развороте страницы)

	Наименование опыта	Схема проведения опыта (описание действий)	Наблюдения	Объяснение наблюдений	Химические уравнения реакций
предельные одноатомные спирты

многоатомные спирты

карбоновые кислоты

Сформулируйте и запишите вывод о свойствах спиртов и карбоновых кислот

*(при наличии технической возможности) компьютер, OMS модуль

Лабораторная работа №6

«Свойства жиров и углеводов»

Цель: изучить свойства углеводов и доказать непредельный характер жидких жиров.

Оборудование: пробирки, мерная пипетка, спиртовка, стеклянная палочка, пробиркодержатель*

Реактивы: аммиачный раствор оксида серебра, раствор глюкозы, раствор сахарозы, раствор гидроксида натрия, раствор сульфата меди (II), растительное масло, бромная вода.

1. Свойства углеводов:

А) Реакция «серебряного зеркала»

В пробирку налейте аммиачный раствор оксида серебра (I). Добавьте пипеткой немного раствора глюкозы. Зафиксируйте наблюдения, объясните их исходя из строения молекулы глюкозы.

Б) Взаимодействие глюкозы и сахарозы с гидроксидом меди (II).

В пробирке №1 налито 0,5 мл раствора глюкозы, добавьте 2 мл раствора гидроксида натрия.

К полученной смеси добавьте 1 мл раствора сульфата меди (II).

К полученному раствору аккуратно добавьте 1 мл воды и нагрейте на пламени спиртовки до кипения. Прекратите нагревание, как только начнется изменение цвета.

Прибавьте к раствору сульфата меди (II) раствор сахарозы и смесь взболтайте. Как изменилась окраска раствора? О чем это свидетельствует?

Зафиксируйте наблюдения и ответьте на вопросы:

1. Почему образовавшийся вначале осадок гидроксида меди(II) растворяется с образованием прозрачного синего раствора?

2. Наличие каких функциональных групп в глюкозе обусловлена эта реакция?

3. Почему при нагревании происходит изменение цвета реакционной смеси с синего на оранжево-желтый?

4. Что представляет собой желто-красный осадок?

5. Наличие какой функциональной группы в глюкозе является причиной данной реакции?

6. Что доказывает реакции с раствором сахарозы?

2. Свойства жиров:

В пробирку прилить 2-3 капли растительного масла и добавить 1-2 мл бромной воды. Все перемешать стеклянной палочкой.

Зафиксируйте наблюдения и объясните.

3. Напишите отчет:

Укажите номер лабораторной работы, ее название, цель, используемое оборудование и реактивы;

Составьте схему каждого проведенного опыта, подпишите свои наблюдения на каждом этапе и уравнения химических реакций; ответьте на вопросы.

Сформулируйте и запишите вывод

*(при наличии технической возможности) компьютер, OMS модуль

Лабораторная работа №7

«Свойства белков»

Цель: изучить свойства белков

Оборудование: пробирки, пипетка, пробиркодержатель, спиртовка*

Реактивы: раствор куриного белка, раствор гидроксида натрия, раствор сульфата меди (II), концентрированная азотная кислота, раствор аммиака , раствор нитрата свинца, раствор ацетата свинца.

1. Цветные «реакции белков»

Налейте в пробирку раствор куриного белка. Добавьте 5-6 капель гидроксида натрия и взболтайте содержимое пробирки. Прибавьте 5-6 капель раствора сульфата меди (II).

Зафиксируйте наблюдения.

В другую пробирку налейте раствор куриного белка и добавьте 5-6 капель концентрированной азотной кислоты. Затем добавьте раствор аммиака и слегка нагрейте смесь. Зафиксируйте наблюдения.

2. Денатурация белка

Налейте в 4 пробирки раствор белка куриного яйца.

Раствор в первой пробирке нагрейте до кипения.

Во вторую добавьте по каплям раствор ацетата свинца.

В третью пробирку добавьте раствор нитрата свинца.

В четвертую прилейте в 2 раза больший объем органического раствори% этанола, хлороформа, ацетона или эфира) и перемешайте. Образование осадка можно усилить добавлением нескольких капель насыщенного раствора хлорида натрия.

Зафиксируйте наблюдения и объясните.

3. Напишите отчет:

Укажите номер лабораторной работы, ее название, цель, используемое оборудование и реактивы;

Составьте схему каждого проведенного опыта, подпишите свои наблюдения на каждом этапе и объяснения происходящих явлений.

Сформулируйте и запишите вывод

*(при наличии технической возможности) компьютер, OMS модуль

Практическая работа №5

«Решение экспериментальных задач на идентификацию органических соединений»

Цель: обобщить знания о свойствах органических веществ, научиться распознавать органические вещества, на основе знаний о качественных реакциях для каждого класса веществ

Оборудование: пробирки, спиртовка, пробиркодержатель, пипетка, стеклянная палочка*

Реактивы: раствор белка, раствор глюкозы, пентен – 1, глицерин, фенол, хлорид железа (III), раствор гидроксида меди, аммиачный раствор оксида серебра, раствор брома в воде, нитрат свинца

1. Идентификация органических соединений.

Проведите эксперименты, на основе анализа которых определите в какой из пробирок находится каждое из указанных веществ: 1- раствор белка, 2- раствор глюкозы, 3 - пентен – 1, 4 - глицерин, 5 - фенол.

2. Зафиксируйте полученные результаты в виде отчетной таблицы.

	раствор белка	раствор глюкозы	пентен - 1	глицерин
хлорид железа (III)
гидроксид меди
аммиачный раствор оксида серебра
раствор брома в воде
нитрат свинца

В каждой ячейке нарисуйте полученный результат, отметьте реакции – индетифицирующие каждое из веществ. Сформулируйте и запишите вывод о способах идентификации органических веществ.

*(при наличии технической возможности) компьютер, OMS модуль

ОКТЯБРЬСКИЙ КОММУНАЛЬНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ТЕХНИКУМ

Специальность: ………………………………….

Лабораторные работы

по предмету

ВЫПОЛНИЛ Студент группы

…………….

номер группы

………………………………

Фамилия, инициалы.

ПРОВЕРИЛ Преподаватель химии

Шалганова О.Л.

Лабораторная работа №1

Тема: «Смеси и примеси. Приготовление дисперсных систем и изучение их свойств».

Цель: Ознакомиться со свойствами дисперсных систем. Научиться: готовить суспензию и эмульсию; решать задачи на определение массовой доли компонентов смеси и примесей

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

Чистые вещества в природе встречаются очень редко, чаще всего встречаются смеси. Смеси разных веществ в различных агрегатных состояниях могут образовывать гомогенные(растворы) и гетерогенные(дисперсные) системы.

Дисперсными- называют гетерогенные системы, в которых одно вещество - дисперсная фаза ( их может быть несколько) в виде очень мелких частиц равномерно распределено в объеме другого - дисперсионной среде.

Среда и фазы находятся в разных агрегатных состояниях – твердом, жидком и газообразном. По величине частиц веществ, составляющих дисперсную фазу, дисперсные системы делятся 2 группы:

Грубодисперсные (взвеси) с размерами частиц более 100 нм. Это непрозрачные системы, в которых фаза и среда легко разделяются отстаиванием или фильтрованием. Это- эмульсии, суспензии, аэрозоли.

Тонкодисперсные- с размерами частиц от 100 до 1 нм. Фаза и среда в таких системах отстаиванием разделяются с трудом. Это: золи (коллоидные растворы- "клееподобные") и гели (студни).

Коллоидные системы прозрачны и внешне похожи на истинные растворы, но отличаются от последних по образующейся “светящейся дорожке” – конусу при пропускании через них луча света. Это явление называют эффектом Тиндаля . При определенных условиях в коллоидном растворе может начаться процесс коагуляции.			Эффект Тиндаля
Коагуляция – явление слипания коллоидных частиц и выпадения их в осадок. При этом коллоидный раствор превращается в суспензию или гель. Гели или студни представляют собой студенистые осадки, образующиеся при коагуляции золей. Со временем структура гелей нарушается (отслаивается) – из них выделяется вода. Это явление синерезиса Различают 8 типов дисперсных систем.(д/с + д/ф) Г+Ж→аэрозоль (туман, облака, карбюраторная смесь бензина с воздухом в ДВС Г+ТВ→аэрозоль(дым, смог, пыль в воздухе) Ж+Г→пена (газированные напитки, взбитые сливки) Ж+Ж→эмульсия (молоко, майонез, плазма крови, лимфа, цитоплазма) Ж+ТВ→золь, суспензия (речной и морской ил, строительные растворы, пасты) ТВ+Г→твердая пена(керамика, пенопласт, поролон, полиуретан, пористый шоколад) ТВ+Ж→гель(желе, желатин, косметические и медицинские мази, помада) ТВ+ТВ→твердый золь (горные породы, цветные стекла) Решение задач на определение массовой доли компонентов смеси и примесей Какую массу вещества оксида кальция можно получить при термическом разложении 600г известняка, содержащего 10% примесей? При взаимодействии 10.8 г безводного карбоната натрия с избытком азотной кислоты получили 2.24 л (н.у.) оксида углерода (IV).Вычислите содержание примесей в карбонате натрия. ХОД РАБОТЫ

Ход работы		Выводы
Опыт №1 Приготовление суспензии карбоната кальция в воде и изучение ее свойств .
В стеклянную пробирку влить 4-5мл воды и всыпать 1-2 ложечки карбоната кальция. Пробирку закрыть резиновой пробкой и встряхнуть пробирку несколько раз	Наблюдали: ......................................
Опыт №2 Приготовление эмульсии масла в воде и изучение ее свойств
В стеклянную пробирку влить 4-5мл воды и 1-2 мл масла, закрыть резиновой пробкой и встряхнуть пробирку несколько раз. Изучить свойства эмульсии. Добавить 2-3 капли глицерина. Что произошло после его добавлении?	Наблюдали: Внешний вид и видимость частиц: ..................................................................................................................................................................................... Способность осаждаться и способность к коагуляции Внешний вид после добавления глицерина................................................................
Опыт №3 Приготовление коллоидного раствора и изучение его свойств
В стеклянный стакан с горячей водой внести 1-2 ложечки муки(или желатина), тщательно переме-шать. Пропустить через раствор луч света фонарика на фоне темной бумаги	Внешний вид и видимость частиц: ...................................................................................................................................................... Способность осаждаться и способность к коагуляции ....................................................................................................................... ................................. Наблюдается ли эффект Тиндаля...........................................................................

Общий вывод:

...................................................................... ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................

Лабораторная работа №2

Тема: «Растворы. Приготовление растворов»

Цель: Познакомиться с понятиями раствор, концентрация, растворитель, растворенные вещества. Научиться рассчитывать массовую долю, процентную, молярную концентрации, а также готовить растворы на основании данных расчетов.

Раствор- это однородная система, состоящая из растворителя,растворенных веществ и продуктов их взаимодействия. Растворителем чаще всего является то вещество, которое в чистом виде имеет тоже агрегатное состояние, что и раствор, либо присутствует в избытке.

По агрегатному состоянию различают растворы: жидкие, твердые, газообразные. По соотношению растворителя и растворенного вещества: разбавленные, концентрированные, насыщенные, ненасыщенные, перенасыщенные. Состав раствора обычно передается содержанием в нем растворимого вещества в виде массовой доли, процентной концентраций и молярности.

Массовая доля (безразмерная величина) – это отношение массы растворенного

вещества к массе всего раствора: W м.д. = m раст. вещества

m раствора.

Процентная концентрация (%)– это величина показывающая сколько грамм растворенного вещества cсодержится в 100 гр. раствора :

W % = m раст. вещества 100%

m раствора

Молярная концентрация, или молярность (моль/литр)- это величина показывающая сколько молей растворимого вещества содержатся в 1 литре раствора:

См = m раст. вещес

М r ( раст. вещества ) V раствора .

ХОД РАБОТЫ

Ход работы, задание	Решение, расчеты
Опыт №1 Приготовление раствора соли NaCL
Задание : Определить массу хлорида натрия и массу воды, которые потребуются для приготовления 20% физ.раствора массой 10 гр.	.................................................... ....................................................	.................................................... .................................................... .................................................... ....................................................
	Найти: .................................................... .................................................... .................................................... .................................................... .................................................... ....................................................

Опыт №2 Приготовление раствора сахара и определение его W % и См

Задание : Определить W% и Cм сахарного раствора, состоящего из 20г. воды и 5гр. сахара (С 12 Н 22 О 11), если плотность этого раствора 1,25 г/мл. Как изменится W% данного раствора, если к нему прилить 50 гр воды.

Произвести расчеты и приготовить раствор

.................................................... ....................................................

…………………………...............

.................................................... .................................................... ....................................................

Опыт №3 Приготовление раствора уксуса из уксусной эсенции

Задание :

Сколько грамм 70% -ной уксусной эссенции и воды, необходимо взять для приготовления 200гр. раствора 9%ного столового уксуса (плотность1,008г/мл)

Произвести расчеты и приготовить раствор.

.................................................... .................................................... ....................................................

....................................................

…………………………................... Вывод:

Общий вывод: .....................................................................................................................................................

Лабораторная работа№3

Тема: "Классы неорганических веществ"

Цель: Познакомиться с понятиями кислота, основание, оксид, амфотерный гидроксид, соли, получить и исследовать наиболее распространенные простые вещества и соединения .

Примеры дисперсных систем

Способность осаждаться или разделяться

Дисперсная среда

Дисперсная фаза

Классификация дисперсной

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ

Кислоты

- сильные

Одноосновные

Многоосновные

Например:

Н CL, H 2 SO 4

Гидроксиды

Растворимые

Нерастворимые

Однокислотные

Многокислотные

Соли

- кислые

Основные

Например:

КНSO 4 , ALOHCL,

Оксиды

солеобразующие

Кислотные

Основные

Амфотерные

Например: СО 2, СаО, С r 2 O 3

несолеобразующие Например: СО

основания

Например:

NaOH , Ca (OH ) 2

-амфотерные

гидроксиды

Например:

Zn(OH) 2

ХОД РАБОТЫ

Ход работы

Рисунки, реакции, наблюдения.

Выводы

Опыт № 1 Ознакомление со свойствами неорганических кислот

Осторожно! Попадание кислот на кожу вызывает химические ожоги!

Изучим физические свойства кислот: серной, соляной, азотной и уксусной. Прильем к серной и уксусной кислоте по 1-2 капли воды, добавим по 1 капле метилоранжа (или другой индикатор). Поместим по грануле цинка(или алюминия).

Наблюдали:

............................................................................

Допишите уравнения:

СН 3 СООН + Zn → ....................................

H 2 SO 4 + Zn → ....................................

…………………………

Опыт № 2 Ознакомление со свойствами оснований

Осторожно! Попадание щелочи на кожу вызывает химические ожоги!

Изучим физические свойства гидроксидов натрия u кальция. Поместим их в пробирку с водой.

Добавим в каждую по 1 капле фенолфталеина. Нейтрализуем растворы серной кислоты.

Наблюдали:

Допишите уравнение:

NaOH + H 2 SO 4 → ....................................

Са (ОН ) 2 + H 2 SO 4 → ................................

…………………………

Опыт № 3 Ознакомление со свойствами солей.

а) Соли взаимодействуют с кислотами, образуя новую соль и кислоту.

Положим в пробирку кусочек мела и прибавим 1-2 капели раствора НСL.Полученный газ пропустим через раствор индикатора(метилоранж)

Составим реакцию:

СаСО 3 +НС L → ..............................................

…………………………

……………………………………………………

…………………………

……………………………………………………

…………………………

Наблюдали

: .............................................................................................................................................. .................

Наблюдали:

..................................................................................................................................................

б) Соли взаимодействуют со щелочами, образуя нерастворимые в воде основания и новую соль.

В две пробирки поместим по 1мл растворов солей

FeSO 4 и CuSO 4 , добавим по 1-2капли NaOH. К полученному осадку железа прильем

1-2 капли H 2 SO 4

Осадок меди будем длительно нагревать до его разложения (оксид меди (II) +вода)

Составим реакции:

FeSO 4 + NaOH  ………………………

Fe (ОН) 2 + H 2 SO 4  ........................................

Наблюдали: ................................................................................................................................................

С uSO 4 + NaOH  …… ……………………

С u (ОН) 2 нагреем  ………………............

Наблюдали:

. ...........................................................................................................................................................

в) Взаимодействие солей друг с другом .

В пробирку внесем

1 мл раствора хлорида натрия и добавим столько же раствора нитрата серебра.

Составим реакции:

NaCL + AgNO 3  ……………….........

Наблюдали:

………………………………………………………………………....

г) Взаимодействие солей с м еталлами

В пробирку c 1мл. CuSO 4 поместим железную скрепку. Для ускорения процесса внесем 1-2 капли серной кислоты.

Составим реакции:

CuSO 4 + Fe  ……………….........

Наблюдали:

………………………………………………………………………....

Общий вывод:

............................................................................................................................................................................ .

2.Цель: Научиться получать коллоидные растворы и знать свойства золей. Научиться определять электрокинетический потенциал частиц золя методом электрофореза.

3.Задачи обучения:

Коллоидная химия изучает физико-химические свойства гетерогенных высокомолекулярных соединений в твердом состоянии и в растворах. Многие лекарственные препараты выпускают в форме эмульсии, суспензии, коллоидных растворов. Умение приготовить эти препараты, знать сроки годности и условия хранения их невозможно без знания теоретических основ коллоидной химии. Знание электрофореза, гельфильтрации и электродиализа, ультрафильтрации будет нужно непосредственно в практической работе фармацевта.

4.Основные вопросы темы:

1. Предмет коллоидной химии, ее значение в фармации.

2. Дисперсные системы. Дисперсная фаза и дисперсионная среда.

3. Классификация коллоидных систем.

4. Методы получения коллоидных систем.

5. Методы очистки коллоидных систем.

6. Оптические свойства коллоидных систем.

7. Что называется электрокинетическим потенциалом.

8. От каких факторов зависит величина потенциала.

9. Какие существуют методы определения потенциала.

10. Что такое электрофорез.

11. Как связаны электрофоретическая скорость и потенциал.

5. Методы обучения и преподавания: семинар, лабораторная работа, работа в малых группах, обучающее тестирование по теме занятия.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

Лабораторная работа: «Получение коллоидных растворов».

Применяемые реактивы и растворы:

Исходные реактивы для получения коллоидных систем:

FeCl 3 , AgNO 3 , KI – 0,1н.

K 4 – 0,1 н;

K 4 – насыщенный раствор;

Насыщенный раствор серы в спирте:

Na 2 S 2 O 3 – 1%

H 2 C 2 O 4 – 1%

Применяемые приборы и оборудование:

1. Конические колбы

2. Штатив с пробирками

3. Цилиндры мерные на 50 и 100 мл.

Последовательность выполнения работы:

Опыт № 1: Получение гидрозоли серы и канифоли методом замены растворителя.

Канифоль и сера растворяются в этиловом спирте с образованием истинных растворов. Т.к. в воде сера и канифоль практически нерастворимы, то при добавлении их спиртовых растворов к воде происходит конденсация их молекул в более крупные агрегаты.

Описание опыта.

Насыщенный раствор серы в абсолютном спирте приливают по каплям в дистиллированную воду. При взбалтывании получается молочно-белый опалесцирующий золь.

Получение золя гидрата окиси железа методом гидролиза.

В пробирку с кипящей водой добавляют по каплям 2%-ный раствор хлорида железа до образования прозрачного красно-бурого золя гидрата окиси железа.

Сущность реакции.

Под действием высокой температуры реакция гидролиза хлорного железа сдвигается в сторону образования гидроокиси железа:

FeCl 3 + 3H 2 O Fe(OH) 3 + 3HCl

Молекулы нерастворимого в воде гидрата окиси железа образуют агрегаты коллоидных размеров. Устойчивость эти агрегатам придает хлорное железо, имеющееся в растворе, причем ионы железа адсорбируются на поверхности частиц, а ионы хлора являются противоионами.

Строение получившихся мицелл схематически выражается следующей формулой:

Опыт № 2. Получение золя двуокиси марганца.

Получение золя двуокиси марганца основано на восстановлении перманганата калия тиосульфатом натрия:

8KMnO 4 + 3Na 2 S 2 O 3 + H 2 O 8MnO 2 + 3Na 2 SO 4 + 3K 2 SO 4 + 2KOH

В присутствии избытка перманганата образуется золь марганца с отрицательно заряженными частицами:

Описание опыта:

В коническую колбу с помощью пипетки вносят 5 мл. 1,5% раствора перманганата калия и разбавляют водой до 50 мл. Затем в колбу по каплям вводят 1,5 – 2 мл раствора тиосульфата натрия. Получается вишнево-красный золь двуокиси марганца.

Опыт № 3. Получение золя иодистого серебра по реакции двойного обмена.

По реакции двойного обмена можно получить золь путем смешивания разбавленных растворов AgNO 3 и KI. При этом необходимо соблюдать условия, чтобы одно из исходных веществ было в избытке, так как при смешивании в эквивалентных количествах реагентов образуется осадок AgI.

AgNO 3 + KI AgI + KNO 3

Описание опыта:

В колбу наливают 2 мл. 0,1н раствора KI и разбавляют его водой до 25 мл. В другую колбу наливают 1 мл. 0,1н раствора AgNO 3 и также разбавляют водой до 25 мл. Полученные растворы делят пополам и проводят два опыта:

a) постепенно приливают при взбалтывании раствор AgNO 3 в раствор KI, получая золь следующего строения:

b) постепенно приливают при взбалтывании раствор AgNO 3 в раствор KI, получая золь такого строения:

Опыт № 4. Получение золя берлинской лазури по реакции двойного обмена.

Соблюдая условия получения растворов по реакции двойного обмена, описанных в предыдущих опытах, получают золь берлинской лазури сначала в избытке FeCl 3 , затем в избытке K 4 .

Описание опыта:

Опыт проводят следующим образом: к 20 мл. 0,1% K 4 прибавляют при перемешивании 5-6 капель 2% раствора FeCl 3 . Получают золь темно-синего цвета, мицелла которого имеет строение:

Опыт № 5. Получение золя берлинской лазури методом пептизации.

Получение коллоидного раствора берлинской лазури методом пептизации сводится к переводу в коллоидное состояние осадка K Fe, полученного при сливании концентрированных растворов K 4 и FeCl 3 .

Описание опыта:

В пробирку с 5 мл. 2%-ного раствора K 4 . Полученный осадок отфильтровывают, промывают дистиллированной водой и обрабатывают осадок на фильтре 3 мл. 0,1н раствором щавелевой кислоты. В пробирку фильтруется золь берлинской лазури синего цвета.

Строение мицеллы написать самостоятельно.

6. Литература:

Евстратова К.И. и др. Физическая и коллоидная химия. М., ВШ, 1990, с. 365 – 396.

Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии. 1980, с. 300 – 309.

Д.А.Фридрихсберг, Курс коллоидной химии, Санкт-Петербург, Химия, 1995, с.7-47,196-62

Патсаев А.К., Шитыбаев С.А., Нарманов М.М. Руководство к лабораторно-практическим занятиям по физколлоидной химии 1-часть. Шымкент, 2002г., с.24-31

Тесты по теме занятия.

7. Контроль:

1. Коллоиды как мыла, являются диполем, хорошо адсорбируются с частицами грязи, сообщают им заряд, способствуют их:

А) коагуляции; В) пептизации; С) коацервации;

2. Способность золя сохранять данную степень дисперсности называют:

А) седиментационной устойчивостью;

В) агрессивной устойчивостью;

С) диссолюционной устойчивостью.

3. По наличию и отсутствию взаимодействия между частицами фазы системы классифицируют на:

A) лиофильные и лиофобные;

B) молекулярнодисперсные и коллоидодисперсные;

C) свободнодисперсные и связнодисперсные.

4. Пептизация свежеприготовленного осадка гидроксида железа действием на него раствором относится FeCl 3 к:

A) химической; B) адсорбционной; C) физической;

5. Способность частиц фазы не оседать под действием силы тяжести называют:

А) химической устойчивостью;

В) диссолюционной устойчивостью;

C) седиментационной устойчивостью.

6. Мицелла гидрозоля железа полученного из осадка Fe(OH) 3 пептизацией раствором FeCl 3 имеет форму:

A) {mFe(OH) 3 nFeO + (n-х)Cl - } + х хCl - ;

B) {mFe(OH) 3 nFe +3 3(n-х)Cl - } +3 х 3хCl - ;

C) {mFe(OH) 3 3nCl - (n-х)Fe +3 } - х х Fe +3 .

Цельработы

Знакомство с методами получения дисперсных систем, строением мицелл, устойчивостью коллоидных растворов.

Краткиетеоретическиесведения

Дисперсные системы – это гетерогенные системы, состоящие как минимум из двух фаз, одна из которых (дисперсная фаза ) является раздробленной, прерывной, а другая (дисперсионная среда ) представляет собой нераздробленную, непрерывную часть.

По размеру частиц дисперсные системы классифицируются так:

Название системы	Характер и размеры	Гетерогенность и
Название системы	частиц, м	устойчивость
	частиц, м	устойчивость
Грубодисперсные системы	Крупные частицы,	Гетерогенны, неустойчивы
(суспензии, эмульсии, аэрозоли)	10–5 –10–7	Гетерогенны, неустойчивы
Коллоидно-дисперсные	Коллоидные частицы,	Микрогетерогенны,
системы (золи)	10–7 –10–9	довольно устойчивы
Истинные растворы	Молекулы, ионы,	Гомогенны, устойчивы
Истинные растворы	10 –10	Гомогенны, устойчивы

Коллоидными растворами называют высокодисперсные гетерогенные системы, в которых хотя бы одно вещество находится в коллоидном состоянии. Вещество раздроблено до частиц размером 10–7 –10–9 м (дисперсная фаза), невидимых в оптический микроскоп, распределенных в дисперсионной среде.

Коллоидные растворы по размеру частиц занимают промежуточное положение между истинными растворами (10–10 м) и грубодисперсными системами (более 10–7 м), поэтому методы получения коллоидных систем можно разделить на две основные группы:

1) диспергирование – дробление крупных частиц до коллоидной дисперсности;

2) конденсация – соединение отдельных частиц растворенного вещества в более крупные частицы (агрегаты) коллоидных размеров.

Диспергационные методы включают прежде всего механические способы измельчения. Это истирание, дробление, удар, расщепление. В лабораториях и промышленности для этих целей используются дробилки, жернова

и мельницы различного типа (шаровые, коллоидные).

Химия. Лаб. практикум

Для уменьшения затрат энергии применяют поверхностно-активные вещества, присутствие которых облегчает диспергирование и наблюдается эффект адсорбционного понижения прочности, или эффект П. А.Ребиндера.

В настоящее время широко используется ультразвуковой метод, в котором разрывающие усилия возникают вследствие чередующихся локальных сжатий и расширений жидкости при прохождении волны.

Находит применение также метод вольтовой дуги, возникающей между электродами в жидкости (электрическое диспергирование ). Таким образом получают гидрозоли щелочных металлов.

В основе конденсационных методов получения дисперсных систем лежат процессы образования новой фазы из молекул, ионов, атомов в гомогенной среде. При этом система должна находиться в пересыщенном состоянии. Если химический потенциал вещества в новой фазе меньше, чем в исходной, то процесс возможен

По природе сил, вызывающих конденсацию, различают физическую и химическую конденсацию.

Физическая конденсация требует создания условий, при которых молекулы или ионы будут конденсироваться, образуя дисперсную фазу, причем конденсация должна прекратиться, когда частицы достигнут коллоидных размеров. Физическая конденсация может осуществляться из паров или путем замены растворителя.

Конденсация из паров достигается изменением параметров системы. Например, при понижении температуры пар становится пересыщенным и частично конденсируется, что приводит к возникновению новой фазы.

В методе замены растворителя изменяют состав и свойства среды. Например, в насыщенный раствор молекулярной серы в этиловом спирте вливают большой объем воды. Новый смешанный раствор оказывается пересыщенным, молекулы серы образуют частицы новой фазы. Этим методом получают золи серы, фосфора, мышьяка, канифоли, ацетилцеллюлозы, органических веществ. При этом исходные растворы веществ в этиловом спирте или ацетоне вливают в воду.

Методы химической конденсации также основаны на выделении новой фазы из пересыщенного раствора, но она образуется в результате химической реакции, например, реакций окисления, гидролиза, диссоциации, двойного обмена. Размер образующихся частиц зависит от соотношения скоростей образования зародыша и его роста. Для того чтобы получались мелкие частицы, первый фактор должен быть преобладающим. Реакцию надо

вести в разбавленном растворе, чтобы снизить скорость роста кристаллических частиц. Это позволяет получить частицы размером 10–7 –10–9 м, что обеспечивает седиментационную устойчивость системы.

Другое условие: одно из реагирующих веществ необходимо взять в избытке, чтобы сформировать на поверхности двойной электрический слой (ДЭС), который обеспечит агрегативную устойчивость. Например, реакция

AgNO3 + KCl = AgCl + KNO3 при определенных условиях приводит к получению новой фазы. При избытке хлорида калия на поверхности кристаллов

Химия. Лаб. практикум

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 14. ПОЛУЧЕНИЕ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ. УСТОЙЧИВОСТЬ КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ

Краткие теоретические сведения

хлорида серебра образуется двойной электрический слой. Кристалл вместе с двойным электрическим слоем называется мицеллой. Его изображают в виде формулы мицеллы, в нашем случае она имеет вид

{m nCl– (n – x)K+ }x– xK+ .

В центре мицеллы находится кристаллическое тело, называемое агрегатом, на нем адсорбируются ионы, способные достраивать его кристаллическую решетку. Эти ионы сообщают агрегату электрический заряд и называются потенциалопределяющими, вместе они образуют ядро мицеллы. Ядро создает электростатическое поле, под действием которого к нему притягиваются из раствора противоионы, образующие адсорбционный и диффузный слои. Выражение в фигурных скобках представляет собой коллоидную частицу. Она состоит из кристалла m, потенциалопределяющих ионов nCl– , противоионов адорбционного слоя (n – x)K+ и ионов диффузного слоя мицеллы xK+ .

Мицелла электронейтральна, но коллоидная частица имеет заряд. Если заряды ионов внутренней и наружной обкладки неодинаковы, в формуле ставятся коэффициенты. Например, коллоидный раствор берлинской лазури можно получить по реакции

4FeCl3 + 3K4 = Fe4 3 + 12 KCl

Для случая избытка хлорида железа (III) формула мицеллы имеет вид

{m3 ] nFe3+ 3(n – x)Cl– } 3xCl–

Для получения дисперсных систем используется физико-химическое дробление осадков, или пептизация . Формально пептизацию можно отнести к методам диспергирования, но пептизируемый осадок – это уже диспергированный материал, доведенный до коллоидной степени измельчения, в котором частицы в результате слипания образовали крупные агрегаты. Существует три способа перевода такого осадка в коллоидный раствор.

Первый способ – адсорбционная пептизация . К осадку добавляется пептизатор, ионы которого образуют двойной электрический слой на поверхности частиц, что способствует их отталкиванию друг от друга. Например, к свежему рыхлому осадку гидроксида железа (III) прибавляют раствор хлорида железа (III), при этом возникает двойной электрический слой, и частицы уходят в раствор.

Второй способ – пептизация путем поверхностной диссоциации. При добавлении кислоты или щелочи к амфотерному гидроксиду алюминия образуются растворимые соединения, которые формируют двойной электрический слой.

Третий способ – пептизация путем промывания осадка. Он использу-

ется в том случае, когда из-за высокой концентрации электролита двойной электрический слой на поверхности частиц сжат. Промывание способствует снижению концентрации электролита и, как следствие, росту толщины двой-

Химия. Лаб. практикум

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 14. ПОЛУЧЕНИЕ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ. УСТОЙЧИВОСТЬ КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ

Краткие теоретические сведения

ного электрического слоя, что приводит к увеличению расстояния действия сил отталкивания, а это вызывает коллоидное растворение осадка.

Важнейшей и сложнейшей проблемой коллоидной химии является устойчивость дисперсных систем. В коллоидных системах различают два вида устойчивости – седиментационную и агрегативную.

Дисперсная система считается седиментационно-устойчивой , если частицы не оседают и находятся в стабильном равновесии. Это возможно, если размеры частиц постоянны. Но частицы дисперсной фазы склонны укрупняться путем их слипания или перекристаллизации, что приводит к нарушению седиментационной устойчивости и выпадению осадка.

Агрегатная устойчивость – способность дисперсной системы сохранять неизменными размеры частиц. Устойчивость может быть потеряна за счет коагуляции , которая представляет собой процесс слипания частиц с образованием более крупных агрегатов. При этом теряется седиментационная устойчивость и наступает разрушение дисперсной системы с образованием осадков различной структуры, которые называются коагулятами. Коагуляция может наступить под воздействием температуры (нагревание, замораживание), химических агентов, механических факторов и других причин, способных разрушить энергетический барьер.

Все электролиты вызывают коагуляцию после достижения критического значения концентрации Ск , которое называют порогом коагуляции – это минимальная концентрация электролита в коллоидном растворе, вызывающая его коагуляцию. Коагулирующим действием обладает тот ион электролита, который имеет заряд, одинаковый с зарядом противоионов мицеллы. Коагулирующая способность ионов возрастает с ростом их заряда и размера.

Различают концентрационную и нейтрализационную коагуляции электролитами.

Концентрационная коагуляция наблюдается при увеличении концентрации электролита, при этом диффузный слой противоионов мицеллы сжимается, переходя в адсорбционный слой. В результате уменьшается электрокинетический потенциал, что приводит к коагуляции.

При нейтрализационной коагуляции ионы прибавляемого электролита нейтрализуют потенциалопределяющие ионы, они теряют заряд и слипаются.

Современная теория устойчивости дисперсных систем или теория ДЛФО (Дерягин, Ландау, Фервей, Овербек) утверждает, что между частицами дисперсной фазы действуют силы межмолекулярного притяжения и отталкивания. Их баланс определяет поведение системы. Согласно этой теории порог коагуляции определяется по формуле

Сk = const/z6 ,

где z – валентность иона – коагулятора.

Если принять Ск для одновалентного иона за единицу, то согласно уравнению

Химия. Лаб. практикум

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 14. ПОЛУЧЕНИЕ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ. УСТОЙЧИВОСТЬ КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ

Краткие теоретические сведения

C1 k : С2 k : С3 k = 729: 114: 1

Как правило, экспериментальные и теоретические данные хорошо совпадают.

Экспериментальнаячасть

Опыт 1 Приготовлениедисперсныхсистем

методомфизическойконденсации(заменарастворителя)

Золь канифоли . К 10 мл дистиллированной воды добавьте при взбалтывании 15 капель 5 %-го раствора канифоли в этиловом спирте. Образуется молочно-белый золь канифоли в воде с отрицательным зарядом частиц. Почему в спирте канифоль образует истинный раствор, а в воде – коллоидный?

Золь серы . К 50 мл воды добавьте при взбалтывании 1 мл насыщенного раствора серы в ацетоне. Образуется голубовато-белый опалесцирующий золь серы с отрицательным зарядом коллоидных частиц.

Золь серы . К 50 мл воды добавьте при взбалтывании 4-5 мл насыщенного раствора серы в этиловом спирте. Образуется голубоватый опалесцирующий золь серы в виде отрицательно заряженных коллоидных частиц.

Золь антрацена . К 50 мл воды добавьте из капельницы при взбалтывании 0,5 мл насыщенного раствора антрацена в этиловом спирте. Образуется бело-голубой опалесцирующий золь антрацена в воде с отрицательно заряженными коллоидными частицами.

Золь парафина . К 50 мл воды добавьте из капельницы при взбалтывании 1 мл насыщенного раствора парафина в этиловом спирте. Образуется опалесцирующий золь парафина в виде отрицательно заряженных коллоидных частиц.

Опыт 2 Приготовлениедисперсныхсистем методомхимическойконденсации

Золь металлического серебра . Соль серебра восстановите танином в щелочной среде до металла. Для этого 2 мл 1,7 %-го раствора нитрата серебра разбавьте водой до 100 мл и введите 1 мл 0,1 %-го раствора танина, затем 3-4 капли 1 %-го раствора карбоната калия. Образуется красно-коричневый отрицательный золь металлического серебра. Реакция в щелочной средебудет

6AgNO3 + C76 H52 O46 + 3K2 CO3 =

6Ag + C76 H52 O49 + 6KNO3 + 3CO2

Химия. Лаб. практикум

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 14. ПОЛУЧЕНИЕ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ. УСТОЙЧИВОСТЬ КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ

Экспериментальная часть

Внутренняя обкладка ДЭС образована, видимо, ионами ОН– , которые адсорбированы на серебре.

Золь диоксида марганца. 5 мл 1 %-го раствора перманганата калия разбавьте водой до 50 мл и по каплям добавьте 2 мл 1 %-го раствора тиосульфата натрия. Образуется вишнево-красный золь диоксида марганца.

Золь диоксида марганца . 5 мл 1,5 %-го раствора перманганата калия разбавьте водой до 100 мл, нагрейте до кипения. В течение 15 мин введите небольшими порциями (по 0,5 мл) 5 мл концентрированного аммиака. Образуется красно-коричневый золь диоксида марганца.

Золь иодида серебра . 10 капель 1,7 %-го раствора нитрата серебра разбавьте водой до 100 мл и добавьте по каплям при взбалтывании 1 мл 1,7 %-го раствора иодида калия. Образуется голубоватый опалесцирующий золь иодида серебра.

Золь берлинской лазури . 0,1 мл насыщенного раствора FeCl3 разведите в 100 мл воды. В разбавленный раствор введите при взбалтывании 1 каплю 20 %-го раствора K4 . Образуется золь берлинской лазури синего цвета Fe4 3 .

Золь гидроксида железа . К 50 мл кипящей дистиллированной воды прибавьте небольшими порциями 5–10 мл 2 %-го раствора FeCl3 . В результате гидролиза образуется золь гидроксида железа вишнево-красного цвета.

Опыт 3 Получениедисперсныхсистемметодомдиспергирования

Золь флуоресцеина . К 5 мл дистиллированной воды добавьте 2-3 капли раствора соды и внесите маленькую крупинку флуоресцеина. Встряхните раствор, обратите внимание на его цвет в проходящем и отраженном свете.

Золь крахмала . 0,5 г крахмала тщательно разотрите в фарфоровой ступке, перенесите в фарфоровую чашку и перемешайте с 10 мл дистиллированной воды, после чего добавьте еще 90 мл воды. При постоянном перемешивании доведите смесь до кипения. Получится 0,5 %-й золь крахмала.

Золь желатина . 0,5 г желатина залейте 50 мл дистиллированной воды и нагрейте на водяной бане при 40–50 о С до полного растворения набухшего желатина.

Золь яичного альбумина . В мерную колбу на 100 мл внесите 10 г порошка альбумина или белок куриного яйца и взболтайте с 50 мл холодной дистиллированной воды до полного растворения. Долейте водой колбу до метки. Получается золь белка.

Суспензия мела. Налейте в 2 пробирки дистиллированной воды до половины объема, в одну из них добавьте 1 мл 0,5 %-й раствор желатина. Затем внесите в пробирки по 2 г мела и сильно взболтайте. В пробирке с желатином (стабилизатор суспензии) образовалась устойчивая суспензия мела.

Химия. Лаб. практикум

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 14. ПОЛУЧЕНИЕ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ. УСТОЙЧИВОСТЬ КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ

Экспериментальная часть

Получениезолягидроксидажелеза(III) пептизацией

К 5 мл 2 %-го раствора FeCl3 добавьте 20 мл воды, затем добавляйте концентрированный раствор аммиака до образования осадка Fe(OH)3 . Полученный осадок промойте дистиллированной водой и отделите декантацией (декантация – сливание жидкости с отстоявшегося осадка). Для этого осадок взболтайте с большим количеством воды, а после отстаивания прозрачную жидкость над осадком осторожно слейте. О конце отмывания судят по отсутствию запаха аммиака. Промытый осадок разлейте в две колбы. В одну прибавьте в качестве пептизатора раствор хлорида железа (III) (2 мл насыщенного раствора разводят водой до 100 мл), а другую оставьте для сравнения. Осадок с пептизатором взболтайте и осторожно нагрейте до кипения. При наступлении пептизации получается красно-коричневый золь гидроксидажелеза (III).

Опыт 5 Коагуляциязолейэлектролитамииопределениепорогакоагуляции

Налейте в пробирку 5 мл золя гидроксида железа (III), а в бюретку – 0,002 М раствора сульфата натрия. Из бюретки медленно приливайте раствор сульфата натрия в пробирку с золем гидроксида железа (III) при тщательном перемешивании. Признаком начала коагуляции считается помутнение золя по всему объему раствора. Вычислите порог коагуляции по формуле

C k = 5 1000 ,

где с – концентрация электролита, моль/л; ν – объем израсходованного электролита, мл; Ck – порог коагуляции, моль/л.

Повторите опыт, взяв в качестве коагулирующего электролита 0,002 М раствора Na3 PO4 . Определите порог коагуляции. Данные опытов занесите в таблицу:

Электролит	Коагулирующий ион	Порог коагуляции	Относительная
Электролит	Коагулирующий ион	Порог коагуляции	коагулирующая способность
Na2 SO4	2−
Na2 SO4	SO 4
Na3 PO4	3−
Na3 PO4	PO 4

Относительная коагулирующая способность вычисляется делением более высокого порога коагуляции на более низкий порог коагуляции. Объясните, почему коагулирующая способность одного иона выше, чем другого?

Химия. Лаб. практикум

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 14. ПОЛУЧЕНИЕ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ. УСТОЙЧИВОСТЬ КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ

Примерырешениятиповыхзадач

П р и м е р 1. Напишите формулу мицеллы для реакции

Na2 SO4 + BaCl2 = BaSO4 ↓ + 2NaCl – стабилизатор (избыток) Na2 SO4 .

Р е ш е н и е. Сульфат бария выпадает в осадок, его молекулы объединяются и образуют ядро коллоидной частицы m. На поверхности ядра адсорбируются из раствора ионы стабилизатора SO4 2– , близкие по природе к составу ядра, и частица приобретает отрицательный заряд. Эти адсорбированные ионы называются потенциалопределяющими. Отрицательно заряженная частица притягивает из раствора ионы противоположного знака – противоионы Ва2+ . Противоионы находятся в движении и часть их адсорбируется на частице. Адсорбированные потенциалопределяющие ионы и противоионы образуют адсорбционный слой. Другая часть противоионов находится в жидкой фазе и образует подвижный диффузионный слой. Ядро вместе с адсорбционным слоем называется коллоидной частицей и имеет заряд, одинаковый с зарядом потенциалопределяющего иона. Коллоидная частица и противоионы диффузного слоя образуют мицеллу. Заряд мицеллы равен нулю.

Строение мицеллы золя BaSO4 можно представить следующей схе-

{m nSO 2 4 − (n – x)Na+ }x– xNa+ .

П р и м е р 2. В каком порядке следует сливать растворы Na2 SO4 и BaCl2 , чтобы получить коллоидную частицу, несущую положительный электрический заряд?

Р е ш е н и е. В примере 1 получена коллоидная частица с отрицательным зарядом. Чтобы перезарядить ее, необходимо взять в качестве стабилизатора (в избытке) раствор BaCl2 и к нему приливать раствор Na2 SO4 . В данном случае в качестве потенциалопределяющих ионов будут адсорбироваться ионы Ва2+ , и частица приобретет положительный заряд, противоионы

– Cl– . Формула образующейся мицеллы будет иметь вид

{m nBa2+ (n – x)Cl– }x+ xCl– .

П р и м е р 3. Золь иодида серебра, получаемый по реакции

KJ + AgNO3 = AgJ + KNO3

Химия. Лаб. практикум

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 14. ПОЛУЧЕНИЕ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ. УСТОЙЧИВОСТЬ КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ

Примеры решения типовых задач

при некотором избытке KJ, коагулируют растворами сульфата калия и ацетата кальция. Коагулирующее действие какого электролита сильнее?

Р е ш е н и е. Строение мицеллы золя следующее:

{m (n – x)J– xK+ }x– nK+ .

Ионами, образующими диффузный слой, т. е. противоионами, являются катионы К+ . Следовательно, при выяснении коагулирующего действия необходимо сравнить заряды катионов вводимого электролита. Так как заряд иона Са2+ выше заряда иона К+ , то в соответствии с правилом Шульце-Гарди коагулирующее действие Са(СН3 СОО)2 сильнее.

П р и м е р 4. Как изменится порог коагуляции золя As2 S3 , если для коагуляции 10 10–6 м3 золя потребуется 1,2 10–6 м3 раствора NaCl с концентрацией 0,5 кмоль/м3 ? Определите порог коагуляции под действием раствора MgCl2 концентрацией 0,036 кмоль/м3 (его потребуется 0,4 10–6 м3 на

10 10–6 м3 золя) и раствора AlCl3 концентрацией 0,01 кмоль/м3 (его потребуется 0,1 10–6 м3 на 10 10–6 м3 золя). Проверьте выполнение условия C1 k : С2 k : С3 k = = 729: 114: 1 = 1: (1/26 ) : (1/36 ) = 1: 0,016: 0,0014.

Р е ш е н и е. Воспользуемся формулой

Ck = cV w ,

где с – концентрация электролита (кмоль.м-3 ); V – объем раствора электролита; w – объем золя.

Формула справедлива при (V << w):

Ck (NaCl) =	0,5 1, 2 10− 6
Ck (NaCl) =		10− 6
		10− 6
	0,036 0, 4 10− 6
Ck (MgCl2 ) =			1,44 10 кмоль/м,
Ck (MgCl2 ) =	10 10− 6		1,44 10 кмоль/м,
	10 10− 6
Ck (AlCl3 ) =		0,01 0,1 10− 6

		10 10− 6
		10 10− 6

Ck (NaCl): Ck (MgCl2 ): Ck (AlCl3 ) = 6 10–2 :1,44 10–3 :1 10–4 = 1:0,024:0,0017.

Из полученных расчетов следует, что условие коагуляции разноименно заряженными ионами удовлетворительно выполняется.

Химия. Лаб. практикум

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 14. ПОЛУЧЕНИЕ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ. УСТОЙЧИВОСТЬ КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ

Контрольныевопросыизадачи

1. Какие системы называются дисперсными?

2. Чем отличаются истинные растворы, коллоидные и грубодисперсные системы?

3. Назовите методы получения дисперсных систем.

4. Чем объясняется устойчивость золей?

5. Что такое пептизация? Каковы виды пептизации?

6. Что такое химическая и физическая конденсация?

7. Какие условия должны соблюдаться при получении золя методом химической конденсации?

8. Напишите формулу мицеллы для реакций:

а) AgNO3 + NaCl = AgCl + NaNO3 – стабилизатор NaCl.

б) K4 + 2CuSO4 = Cu2 + 12KCl – стабилизаторCuSO4 .

9. Какой процесс называют коагуляцией и какой седиментацией?

10. Что такое порог коагуляции?

11. Как меняется коагулирующее действие электролита с ростом заряда ионакоагулятора и его размера?

12. На каких представлениях базируется теория ДЛФО?

13. Почему электролиты вызывают коагуляцию дисперсных систем?

14. Что такое нейтрализационная коагуляция и чем она отличается от концентрационной коагуляции?

Химия. Лаб. практикум

Государственное автономное профессиональное

образовательное учреждение Пензенской области

«Пензенский многопрофильный колледж»

Отделение строительства .

Методические разработка по теме:

«Дисперсные системы».

Выполнила преподаватель: Пивкина Н.В.

ТЕМА: «ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ».

ЦЕЛЬ : дать понятие о дисперсных системах, их классификация. Раскрыть значение коллоидных систем в жизни природы и общества.

Образовательные : изучить дисперсные системы, их классификацию, рассмотреть на конкретных примерах суспензии, эмульсии, коллоидные растворы, рассмотреть значение дисперсных систем для природы и человека.

Развивающие : продолжить развивать умение наблюдать, анализировать, делать выводы; продолжить формирование умений и навыков самостоятельной работы с лабораторным оборудованием,

Воспитательная: формировать ответственное отношение к выполнению полученного задания.

Тип урока: урок – изучения нового материала.

Методы обучения: словесный, наглядный, практический.

Средства обучения: компьютер, проектор, химический эксперимент,

презентация.

Оборудование и реактивы : химические стаканы, мел, глина, вода, масло

подсолнечное, молоко, Na 2 SiО 3 , крахмальный клейстер, освежитель воздуха, шампунь,

зубная паста.

План урока:

1.Организационная часть

2.Актуализация знаний.

3.Изучение нового материала

Понятие о дисперсных системах

Классификация дисперсных систем

Грубодисперсные системы (эмульсии, суспензии, аэрозоли)

Коллоидные растворы (золи, гели, пасты)

Значение коллоидных систем в жизни природы и общества

4.Лабораторная работа.

5.Обобщение и выводы.

6. Итоги урока. Домашнее задание

Ход урока.

Состояние чистого вещества описывается очень просто – твердое, жидкое, газообразное.

Но ведь абсолютно чистых веществ в природе не существует. Даже незначительное количество примесей может существенно влиять на свойство веществ: температуру кипения, электро- и теплопроводимость, реакционную способность и т.д. Следовательно, в природе и практической жизни человека встречаются не отдельные вещества, а их системы. Важнейшими из них являются дисперсные системы.

Запишем тему урока: «Дисперсные системы».

Что же собой представляет дисперсная система?

Слайд №2 (дисперсные системы)

Д.С. – гетерогенные системы, в которых одно вещество равномерно распределено в виде частиц внутри другого вещества.

То вещество, которое присутствует в большем количестве, называют дисперсной средой, а то которого меньше – дисперсной фазой.

Дисперсная фаза Дисперсная среда

(мелко раздробленное вещество) (однороднове вещество, в котором

Распределена дисп. фаза)

Дисперсная среда и фаза могут находиться в разных агрегатных состояниях – твердом, жидком, газообразном.

Классификация. Слайд № 3,4 (классификация)

По величине частиц дисперсной фазы ситемы делят:

А) грубодисперсные (взвеси) – размер частиц фазы больше 100 нм.

Они мутные, легко разделяются. Частицы фазы задерживаются

обычными фильтрами.

Б) тонкодисперсные (коллоидные растворы) – размер частиц от 1-100 нм.

Они прозрачные, полупрозрачные или непрозрачные, разделяются с трудом. Частицы фазы задерживаются только ультрофильтрами.

В) истинные растворы – размер частиц менее 1 нм. Не задерживаются никакими фильтрами.

Грубодисперсные Истинные растворы

(взвеси)

(эмульсии, суспензии

аэрозоли) Тонкодисперсные

(коллоидные растворы)

(золи, гели, пасты)

Слайд № 5,6,7,8 (классификация по агрегатному состоянию)

1. ДС в зависимости от сочетания агрегатного состояния ДФ и ДС можно подразделить на 9 видов:

Дисперсионная среда	Дисперсионная фаза
Дисперсионная среда		жидкость	Твердое вещество
	Воздух, природный газ	Туман, попутный нефтяной газ	Дым, пыль, смог
Жидкость	Газировка, пена, медицинские спреи.	Плазма крови, пищеварительный сок,	Строительные растворы. краски, клеи
Твердое вещество	Снежный наст, порошки, пористое тело	Мед, косметические средства, влажная почва, зубная паста.	Минералы, сплавы, цветное стекло, горные породы

Слайд № 9 (Грубодисперсные системы)

Эмульсии.

Среда и фаза – нерастворимые друг в друге жидкости.

Примеры: молоко, водоэмульсионные краски, бензин в воде, нефть.

Суспензии.

Среда – жидкость, фаза – нерастворимое твердое вещество.

Примеры: Строительные растворы, речной ил, глина в воде.

Аэрозоли.

Среда – воздух или газ, фаза – жидкое или твердое вещество.

Примеры: дым, туман, смог, пылевые и песчаные бури, освежители воздуха.

Слайд № 10 (коллоидные растворы).

Золи.

Среда – жидкость, фаза – твердое вещество.

Примеры: кровь, лимфа, цитоплазма, конторский клей, лаки, масляные краски, эмали, шампунь, ласьоны, духи, крахмальный клейстер.

При длительном хранении или при тепловой обработке, частицы дисперсной фазы могут укрупняться и выпадать в осадок. Это называют коагуляцией. При этом образуются суспензии или более плотные системы – студни или гели.

Гели. Примеры: желе, мармелад, тела медуз, зефир, птичье молоко, сыр, заливное, гель для душу или для бритья, медицинские гели.

При длительном хранении происходит процесс отделения жидкой фазы Это называют синерезисом.

Слайд № 11 (эффект Тиндаля)

Эффект Тиндаля - рассеяние света при прохождении светового пучка через оптически неоднородную среду. Обычно наблюдается в виде светящегося конуса (конус Тиндаля), видимого на тёмном фоне. Характерен для растворов коллоидных систем (например, золей металлов, разбавленных латексов , табачного дыма), в которых частицы и окружающая их среда различаются по преломления показателю . На этом основан ряд оптических методов определения размеров, формы и концентрации коллоидных частиц и макромолекул. Назван по имени открывшего его Дж. Тиндаля .

Слайд № 12 (роль дисперсных систем)

Значение:

Глобальная роль коллоидов заключается в том, что они являются основными компонентами таких биологических образований как живые организмы. Все вещества организма человека представляют собой коллоидные системы.

Коллоиды поступают в организм в виде пищевых веществ и в процессе пищеварения превращаются в специфические, характерные для данного организма коллоиды. Из коллоидов, богатых белками, состоят кожа, мышцы, ногти, волосы, кровеносные сосуды и т.д. Можно сказать, что весь организм человека - это сложная коллоидная система.

Лабораторная работа.

Цель: научиться определять дисперсные системы.

Оборудование: штатив для пробирок, пробирки, пробиркодержатель, спички, спиртовка.

Реактивы: мел, постное масло, крахмал, вода.

Ход работы.

Добавьте воду в пробирки с мелом, маслом и крахмалом.

Встряхните пробирки.

Крахмал с водой нагрейте. (Что образуется?)

Опишите примеры дисперсных систем, определите дисперсную среду и дисперсную фазу, вид классификации и название дисперсной системы.

Результаты оформите в виде таблицы:

Техника безопасности.

При выполнении лабораторной работы учащиеся должны соблюдать общие правила техники безопасности, следить, чтобы вещества не попадали на кожу лица и рук. При попадании нужно немедленно смыть их большим количеством воды.

Никакие вещества нельзя пробовать на вкус. Нюхать вещества можно, лишь осторожно направляя к себе их пары легким движением руки, а не наклоняться к сосуду и не вдыхать полной грудью.

Запрещается самостоятельно проводить любые опыты, не предусмотренные в данной работе.

4. При проведении нагревания, необходимо строго соблюдать приемы работы со спиртовкой и правила безопасного нагревания. Сначала прогрейте всю пробирку и только потом - ту ее часть, где находится вещество. Отверстие пробирки должно быть направлено в сторону от работающего и от других.

Гасить спиртовку можно только накрыв ее колпачком сверху.

Зажигать спиртовку от другой спиртовки;

Дуть на горящую спиртовку.

Оставлять без присмотра горящую спиртовку.

Обобщение и выводы.

Итак, на данном уроке мы с вами изучили более углубленно классификацию дисперсных систем, важность их в природе и жизни человека.

Однако следует отметить, что резкой границы между видами дисперсных систем нет. Классификацию следует считать относительной.

Например: Хлорид железа (III) – это раствор, но при нагревании образует коллоидный раствор.

Домашнее задание: пар. 15, стр. 66-69.