Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии - Фролов Ю. Г.
Скачать (прямая ссылка):
Органическая жидкость, например толуол или декан.
В измерительную ячейку на слой ртути наливают раствор индифферентного электролита. Затем на поверхность ртути осторожно пипеткой наносят маленькую каплю органической жидкости (диаметр основания капли не должен превышать 1 мм). Включают осветитель 10. Изменяя положение столика, на котором закреплена кювета, а также высоту расположения объектива катетометра 9, добиваются четко видимой границы капли и поверхности ртути в поле зрения окуляра.
Предварительно для установления равновесия между окружающим раствором и каплей проводят «тренировку» капли. Для этого включают тумблер 4 и с помощью реостата 6 постепенно увеличивают напряжение, подаваемое на электроды (катодная поляризация ртути). При этом капля сначала несколько расплывается, а затем по мере увеличения поляризации ртути начинает принимать форму, близкую к сферической (не следует давать слишком большое напряжение, что может привести к отрыву капли от поверхности ртути). После этого с помощью реостата постепенно уменьшают напряжение. «Тренировку» капли проводят 3—4 раза.
Измеряют высоту капли h и диаметр ее основания d в отсутствие напряжения. Порядок измерения размеров капли указан в работе 3. Затем подают напряжение на ячейку и измеряют размеры капли, увеличивая реостатом отрицательный потенциал на ртути на 0,1 В. После каждого увеличения напряжения следует выждать 2 мин до установления равновесной формы капли. Напряжение увеличивают до тех пор, пока капля не примет форму, близкую к сферической. Затем также ступенчато уменьшают напряжение и измеряют размеры капли.
29
К электролиту, находящемуся в кювете, добавляют несколько мил лилитров раствора ПАВ, аккуратно перемешивают стеклянной палочкой водную фазу и измерения повторяют.
Для каждого результата измерения размеров капли по формуле (1.51) рассчитывают косинус краевого угла и находят, значения угла 9, Экспериментальные и расчетные данные записывают в таблицу (см, табл. I. 4).
Таблица I. 4. Экспериментальные и расчетные данные исследования влияния электрического потенциала на краевой угол
Электрический потенциал поверхности ртути Ф, В Диаметр основания капли, дел. Высота капли, дел. cos в а
«2 An к, An
Строят графики зависимости cos 9 и 9 от потенциала поверхности ртути ф для раствора индифферентного электролита и раствора, содержащего ПАВ. По графикам определяют изменение точки нулевого заряда, вызванное ПАВ. Графическим дифференцированием зависимости cos 9 от ф определяют знак заряда поверхности ртути при потенциалах более положительных и отрицательных по сравнению с точкой нулевого заряда.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
Что изучает коллоидная химия и каковы признаки ее объектов? 2. По каким признакам классифицируют объекты коллоидной химии? Приведите примеры дисперсных систем.
ЬКакие поверхностные явления изучает коллоидная химия? Что является мерой гетерогенности и степени раздробленности дисперсных систем?
^5? Какими параметрами характеризуют степень раздробленности и Какова связь между ними?
Что такое поверхностное натяжение и в каких единицах оно измеряется?
(7$ Как зависит поверхностное натяжение от природы вещества, образующего поверхность (межмолекулярного взаимодействия)?
8. Какие методы используются для определения поверхностного натяжения жидкостей и твердых тел?
9. На чем основано измерение поверхностного натяжения жидкостей методом капиллярного поднятия?
10. На чем основано измерение поверхностного натяжения жидкостей методом наибольшего давления пузырька воздуха? Положительным или отрицательным будет избыточное давление в жидкости на границе с воздушным пузырьком?
11. На чем основано определение поверхностного натяжения методом отрыва кольца и сталагмометрическим методом?
30
12. Как и почему зависит поверхностное натяжение тел от температуры?
13. По какому уравнению можно рассчитать полную поверхностную энергию? Какие данные необходимы для такого расчета?
14. Как влияет температура на теплоту и энтропию образования единицы поверхности и на полную поверхностную энергию неассоции-рованных жидкостей?
15. Что называется адсорбцией и как количественно ее характеризуют?
16. Напишите фундаментальное адсорбционное уравнение Гиббса и дайте определение избыточной адсорбции.
17. Каково соотношение между избыточной Г и абсолютной адсорб-циями Л? В каких случаях можно принять А ~ Г? Что такое отрицательная гиббсовская адсорбция?
18. Что такое поверхностная активность? Какие вещества называются, поверхностно-активными?
1$. Что называют адгезией и смачиванием? Какие параметры используют для их количественной характеристики?
(2р. Покажите взаимосвязь между адгезией и способностью жидкости "смачивать твердую поверхность. В чем состоит различие между явлениями адгезии и смачивания?
-[21). Как влияет природа твердого тела и жидкости (межмолекуляр-ное^азаимодействие в них) на смачивание и адгезию?
(22. Дайте характеристику и приведите примеры гидрофильных и гидрофобных поверхностей. Как можно повлиять на смачивание поверхности?
