Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии - Фролов Ю. Г.
Скачать (прямая ссылка):
Устанавливают электроды. Открывают медленно и поочередно оба крана 2, затем осторожно приоткрывают зажим 6 настолько, чтобы уровни жидкости медленно поднимались в электрофоретической трубке. После того, как электроды погрузятся в контактную жидкость, закрывают зажим 6. Граница между золем и контактной жидкостью должна быть четкой, без размывов.
Отмечают положение границ раздела золь — контактная жидкость в обоих коленах трубки и подключают ячейку к сети постоянного тока (включают тумблер стенда).
Для определения напряженности электрического поля Е измеряют подаваемое напряжение и расстояние от одного электрода до другого вдоль трубки.
Электрофорез проводят в течение определенного времени, после чего отмечают изменившееся положение границы раздела золь — контактная жидкость.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Вариант 1. Определение электрокинетического потенциала полистирольного латекса
Для проведения работы необходимы:
Стенд с четырьмя электрофоретическими трубками. Вольтметр.
Конические колбы емкостью 100 мл. Бюретки и пипетка емкостью 5 мл. Полистирольный латекс. 0,5 М растпор NaC).
Контактная жидкость (разбавленный раствор NaCl, электропроводность которого равна электропроводности исходного латекса).
В колбы /—4, соответствующие номерам электрофоретических трубок, наливают по 40 мл латекса. В колбу 2 вводят 1 мл раствора NaCi, в колбу 3 — 2 мл,в колбу 4 — 4 мл и доводят общий объем раствора водой во всех колбах до 50 мл. В колбу 1 электролит не вводят (определяют исходное значение ^-потенциала латекса). Заполняют приготовленными растворами электрофоретические трубки и проводят электрофорез, как описано выше, в течение 60 мин.
Рассчитывают иэф и ^-потенциал по формулам (III. 40) и (111.41), значения т) и в дисперсионной среды принимают равными соответственно 10~3 Па-с и 81. Экспериментальные и расчетные данные записывают в таблицу (см. табл. III. 7).
Строят график зависимости ^-потенциала от концентрации электролита в латексе и анализируют полученные результаты.
95
Таблица III. 7. Экспериментальные и расчетные результаты электрофоретических измерений
Номер трубки Концентрация электролита в золе, М Расстояние между электродами, м Напряженность Е, В/м Положен золь—V жндк о к х и «и \э 5 >¦ о о, м н не гран онтактн ость, сы а) о X л к я ег л X нцы ая а) о х ег а) X о Сдвиг границы в колене трубки, см Средний сдвиг О, см Электрофоре-тическая подвижность "эф ^-потенциал, В
/ 2 3 4 левое правое левое правое левое правое левое правое
Вариант 2. Опеделение электрокинетического потенциала золя гидроксида железа
Для проведения работы необходимы:
Стенд с четырьмя электрофоретическими трубками. Вольтметр.
Конические колбы емкостью 100 и 250 мл. Пипетки емкостью 1 и 5 мл. Мерный цилиндр емкостью 50 мл. Колонка с анионитом.
Золь гидроксида железа очищенный, 200 мл.
0,2 М раствор HCl.
0,2 М раствор КОН.
2 %-ный (масс.) раствор FeCl3.
0,01 М раствор Na2S04.
0,002 М раствор СаС12.
Синтезируют золь гидроксида железа методом гидролиза FeCl3. Для этого к 170 мл дистиллированной воды, нагретой до кипения, медленно приливают 30 мл 2%-ного раствора FeCl3, смесь доводят до кипения и затем охлаждают при комнатной температуре. Для удаления образовавшейся хлороводородной кислоты золь пропускают через колонку, заполненную слабоосновной смолой в ОН-форме.
В колбы 1—4, соответствующие номерам электрофоретических трубок, наливают из мерного цилиндра по 50 мл очищенного золя и следующее количество электролита:
Колба / 1 мл 0,2 М раствора HCl
Колба 2 1 мл 0,2 М раствора HCl + 1 мл 0,01 М рас-
твора Na2S04 Колба 3 0,4 мл 0,2 М раствора КОН
Колба 4 0,4 мл 0,2 М раствора КОН + 1 мл 0,002 М
раствора СаСЬ
В других четырех колбах (5—8) аналогично готовят контактные жидкости, добавляя те же количества электролита к 50 мл воды вместо золя. (Природа и концентрация электролита в задании могут быть изменены.)
96
Приготовленными растворами заполняют электрофоретические трубки (в первой используют золь / и раствор 5, во второй — золь 2 и раствор бит. д.). Электрофорез проводят в течение 40 мин. Определяют знак заряда коллоидных частиц и рассчитывают ^-потенциал по формулам (III. 40) и (III. 41). Результаты записывают в таблицу (см. табл. III. 7). Объясняют полученные результаты.
Работа 15. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА МЕТОДОМ ЭЛЕКТРООСМОСА
Цель работы: определение ^-потенциала по скорости электроосмотического переноса жидкости через капиллярную систему, экспериментальное определение зависимости ^-потенциала от концентрации электролита в среде.
В приборах, предназначенных для исследования электроосмоса, дисперсная фаза представляет собой пористую диафрагму из керамических или других материалов. Дисперсионной средой является раствор электролита. Под действием внешней разности потенциалов, приложенной к электродам, ионы диффузного слоя смещаются к соответствующему электроду и увлекают за собой в результате трения дисперсионную среду.
С помощью электроосмоса можно определить знак заряда поверхности дисперсной фазы и электрокинетический потенциал. Например, если жидкость перемещается к катоду, то это свидетельствует об отрицательном знаке заряда твердой поверхности на границе с раствором.
