Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии - Фролов Ю. Г.
Скачать (прямая ссылка):
Объем воды, мл ... .
Затем получают эмульсию с помощью микроизмельчителя (рис. 51). Цилиндр 2 емкостью 250 мл устанавливают в держатель /. Поднимают держатель с цилиндром до упора ограничителя, чтобы мешалка 3 вошла в цилиндр. Передвигая держатель с цилиндром, устанавливают мешалку по центру цилиндра. Бюретку 4 закрепляют в штативе и наливают в нее вазелиновое масло. В цилиндр 2 наливают 12,5 мл раствора ПАВ из колбы /.
Микроизмельчитель подключают к регулятору напряжения 6. Тумблер 5, расположенный на основании микроизмельчителя, устанавливают в положение «5000 об/мин».
Регулятор напряжения включают в сеть и устанавливают напряжение 130 В. В цилиндр 2 из бюретки подают 37,5 мл масла в течение 10 мин. После введения всего-масла продолжают перемешивать еще 10 мин.
Таким же образом готовят эмульсии с другими растворами ПАВ (колбы 2—4).
Сразу после получения эмульсии 10 мл ее переливают из цилиндра в пробирку и определяют время расслоения ее на две макрофазы.
Остальную часть эмульсии переносят в стакан и определяют ее тип следующим образом.
1. Каплю эмульсии и каплю воды помещают на предметное стекло и стекло наклоняют так, чтобы капли пришли в соприкосновение. Если капли сольются, то дисперсной фазой является вода, если не сольются — масло. 2. На фильтровальную
Рис. 51. Установка для получения эмульсий:
1 — держатель; 2— цилиндр; 3— мешалка; 4 — бюретка; 5 — тумблер; 6 — регулятор напряжения.
17а
Таблица VI. 4. Экспериментальные результаты определения типа эмульсии и ее устойчивости
Концентрация ПАВ, моль/л Концентрация эмульсии, % (об.) Время расслоения, мин Тип эмульсии
бумагу наносят каплю эмульсии. Если средой является вода, то капля сразу всасывается бумагой, на которой остается жирное пятно. Капля эмульсии в/м не всасывается. 3. Эмульсию разливают в две пробирки. В одну пробирку добавляют несколько капель красителя метиленового синего, растворимого в воде, в другую несколько крупинок Судана I, растворимого в масле. Эмульсия м/в окрашивается в синий цвет (су-дан I в ней не растворяется). Эмульсия в/м окрашивается в красный цвет (метиленовый синий в ней не растворяется).
Полученные данные записывают в таблицу (см. табл. VI. 4).
Вариант 2. Получение эмульсии обратного типа
Используя исходный 0,1 уИ раствор ПАВ, получают эмульсию вазелинового масла в воде в соответствии с методикой, указанной в варианте 1 работы.
Часть эмульсии (15 мл) переносят в стакан для определения ее типа (методика определения типа эмульсии приведена в варианте 1). В оставшуюся часть эмульсии при перемешивании вносят 5 мл 0,5 Л4 раствора М^С12 или Л%(ЫОз)2. По окончании введения всего раствора электролита перемешивание продолжают еще 5 мин.
Переносят 10 мл эмульсии в пробирку и измеряют время расслоения ее на две фазы. Оставшуюся часть эмульсии используют для определения ее типа.
Полученные результаты записывают в таблицу, аналогичную табл. VI. 4 (указывают тип эмульсии до и после введения в нее раствора электролита). Анализируют полученные данные.
Работа 29. ПОЛУЧЕНИЕ ПЕН И ИЗУЧЕНИЕ ИХ УСТОЙЧИВОСТИ
Цель работы: получение пены и изучение влияния ПАВ, высокомолекулярных соединений и электролитов на ее устойчивость.
Как и все дисперсные системы, пены получают методами диспергирования и конденсации. Методом диспергирования пены получают посредством перемешивания или барботирования газов в жидкость. Конденсационный метод основан на изменении физического состояния раствора (при повышении температуры раствора или уменьшении внешнего давления), приводящем к пересыщению его газом.
Первой стадией процесса пенообразования является образование газовой эмульсии (эмульсии газ — раствор ПАВ). На межфазной поверхности пузырьков (рис. 52, а) образуется адсорбционный слой ПАВ. При флокуляции пузырьков на поверхности раствора формируется пленочный каркас пены, характеризующийся тем, что прослойки жидкости между адсорбционными слоями ПАВ на пузырьках пены взаимосвязаны, благодаря чему образуется единая структура.
174
Структура пены определяется соотношением объемов газовой и жидкой фаз, и в зависимости от этого соотношения пены могут иметь сферическую форму ячейки (шаровая пена), полиэдрическую или переходную ячеистую.
Шаровая пена образуется, если объем жидкой фазы Уж превышает объем газовой фазы Ут более чем в 10—15 раз. Пленки пузырьков этой пены имеют относительно большую толщину. Чем меньше отношение Уж/Ут, тем меньше толщина пленки. По мере старения пены пленки утончаются и шаровая пена превращается в полиэдрическую.
Структура полиэдрических пен описывается геометрическими правилами Плато. Три пузырька, стенки которых встречаются под углом 120°, образуют механически устойчивую систему. При их соединении пленки, разделяюшие их, образуют трехгранный столбик жидкости, называемый каналом Плато—Гиббса, который играет важную роль в механизме утончения пленок. Большая кривизна поверхности в области контакта трех пузырьков приводит к значительному перепаду давлений между газовой и жидкой фазами, в результате жидкость выдавливается из пленки в канал Плато— Гиббса. Поскольку стенки всех пузырьков должны быть одинаковыми, то в одной точке (узле) сходятся четыре канала Плато—Гиббса, образуя между собой углы 109° 28'.
