2. მიზანი:ისწავლეთ კოლოიდური ხსნარების მომზადება და იცოდეთ სოლის თვისებები. ისწავლეთ სოლის ნაწილაკების ელექტროკინეტიკური პოტენციალის განსაზღვრა ელექტროფორეზით.

3. სასწავლო მიზნები:

კოლოიდური ქიმია სწავლობს ჰეტეროგენული მაღალმოლეკულური ნაერთების ფიზიკურ-ქიმიურ თვისებებს მყარ მდგომარეობაში და ხსნარებში. ბევრი პრეპარატი იწარმოება ემულსიების, სუსპენზიების და კოლოიდური ხსნარების სახით. ამ პრეპარატების მომზადების უნარი, მათი ვარგისიანობის ვადების და შენახვის პირობების ცოდნა შეუძლებელია კოლოიდური ქიმიის თეორიული საფუძვლების ცოდნის გარეშე. ელექტროფორეზის, გელის ფილტრაციის და ელექტროდიალიზის, ულტრაფილტრაციის ცოდნა საჭირო იქნება უშუალოდ ფარმაცევტის პრაქტიკულ მუშაობაში.

4.თემის ძირითადი კითხვები:

1. კოლოიდური ქიმიის საგანი, მისი მნიშვნელობა ფარმაციაში.

2. დისპერსიული სისტემები. დისპერსიული ფაზა და დისპერსიული საშუალება.

3. კოლოიდური სისტემების კლასიფიკაცია.

4. კოლოიდური სისტემების მიღების მეთოდები.

5. კოლოიდური სისტემების გაწმენდის მეთოდები.

6. კოლოიდური სისტემების ოპტიკური თვისებები.

7. რასაც ელექტროკინეტიკური პოტენციალი ჰქვია.

8. რა ფაქტორებზეა დამოკიდებული პოტენციალის სიდიდე?

9. რა მეთოდები არსებობს პოტენციალის დასადგენად.

10. რა არის ელექტროფორეზი.

11. როგორ არის დაკავშირებული ელექტროფორეზის სიჩქარე და პოტენციალი?

5. სწავლისა და სწავლების მეთოდები:სემინარი, ლაბორატორიული სამუშაო, მცირე ჯგუფებში მუშაობა, სასწავლო ტესტირება გაკვეთილის თემაზე.

ლაბორატორიული სამუშაოები

ლაბორატორიული სამუშაო: „კოლოიდური ხსნარების მომზადება“.

გამოყენებული რეაგენტები და ხსნარები:

საწყისი რეაგენტები კოლოიდური სისტემების მისაღებად:

FeCl 3, AgNO 3, KI – 0,1 ნ.

K 4 - 0,1 N;

K 4 – გაჯერებული ხსნარი;

გოგირდის გაჯერებული ხსნარი ალკოჰოლში:

Na 2 S 2 O 3 – 1%

H 2 C 2 O 4 – 1%

მოქმედი მოწყობილობები და აღჭურვილობა:

1. კონუსური კოლბები

2. საკიდი საცდელი მილებით

3. საზომი ბალონები 50 და 100 მლ.

სამუშაოს თანმიმდევრობა:

ექსპერიმენტი No1: გოგირდის და როზინის ჰიდროზოლების მომზადება გამხსნელების ჩანაცვლებით.

როზინი და გოგირდი იხსნება ეთილის სპირტში ნამდვილი ხსნარების წარმოქმნით. იმიტომ რომ ვინაიდან გოგირდი და როზინი პრაქტიკულად არ იხსნება წყალში, როდესაც მათი ალკოჰოლური ხსნარები წყალს ემატება, მათი მოლეკულები კონდენსირდება უფრო დიდ აგრეგატებად.

გამოცდილების აღწერა.

აბსოლუტურ სპირტში გოგირდის გაჯერებულ ხსნარს წვეთად ასხამენ გამოხდილ წყალში. შერყევისას მიიღება რძიანი თეთრი ოპალესცენტური სოლი.

რკინის ოქსიდის ჰიდრატის ხსნარის მომზადება ჰიდროლიზით.

რკინის ქლორიდის 2%-იანი ხსნარი წვეთობრივად ემატება სინჯარაში მდუღარე წყალში, სანამ არ წარმოიქმნება რკინის ოქსიდის ჰიდრატის გამჭვირვალე წითელ-ყავისფერი ხსნარი.

რეაქციის არსი.

მაღალი ტემპერატურის გავლენის ქვეშ, რკინის ქლორიდის ჰიდროლიზის რეაქცია გადადის რკინის ჰიდროქსიდის წარმოქმნისკენ:

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

წყალში უხსნადი რკინის ოქსიდის ჰიდრატის მოლეკულები ქმნიან კოლოიდური ზომის აგრეგატებს. ამ აგრეგატების სტაბილურობას იძლევა ხსნარში არსებული რკინის ქლორიდი და რკინის იონები აბსორბირდება ნაწილაკების ზედაპირზე, ხოლო ქლორის იონები კონტრაიონებია.

მიღებული მიცელების სტრუქტურა სქემატურად გამოიხატება შემდეგი ფორმულით:

ექსპერიმენტი No2. მანგანუმის დიოქსიდის ხსნარის მომზადება.

მანგანუმის დიოქსიდის სოლის მომზადება ემყარება კალიუმის პერმანგანატის შემცირებას ნატრიუმის თიოსულფატით:

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

ჭარბი პერმანგანატის თანდასწრებით წარმოიქმნება მანგანუმის სოლი უარყოფითად დამუხტული ნაწილაკებით:

გამოცდილების აღწერა:

პიპეტით 5 მლ კონუსურ კოლბაში. კალიუმის პერმანგანატის 1,5% ხსნარი და განზავებული წყლით 50 მლ-მდე. შემდეგ 1,5 - 2 მლ ნატრიუმის თიოსულფატის ხსნარი წვეთობრივად შეჰყავთ კოლბაში. შედეგი არის მანგანუმის დიოქსიდის ალუბლის-წითელი ხსნარი.

ექსპერიმენტი No3. ვერცხლის იოდიდის სოლის მომზადება ორმაგი გაცვლის რეაქციით.

ორმაგი გაცვლის რეაქციით, სოლის მიღება შესაძლებელია AgNO 3 და KI განზავებული ხსნარების შერევით. ამ შემთხვევაში, აუცილებელია დაიცვან პირობები, რომ ერთ-ერთი საწყისი ნივთიერება ჭარბი იყოს, რადგან რეაგენტების ექვივალენტური რაოდენობით შერევისას წარმოიქმნება AgI ნალექი.

AgNO 3 + KI AgI + KNO 3

გამოცდილების აღწერა:

კოლბაში ასხამენ 2 მლ. 0,1 N KI ხსნარი და განზავდეს წყლით 25 მლ-მდე. 1 მლ ასხამენ სხვა კოლბაში. 0,1 N AgNO 3 ხსნარი და ასევე განზავებულია წყლით 25 მლ-მდე. შედეგად მიღებული ხსნარები იყოფა ნახევრად და ტარდება ორი ექსპერიმენტი:

ა) თანდათანობით დაასხით AgNO 3 ხსნარი KI ხსნარში შერყევისას, მიიღება ხსნარი შემდეგი სტრუქტურით:

ბ) თანდათანობით დაასხით AgNO 3 ხსნარი KI ხსნარში შერყევისას, მიიღება ხსნარი შემდეგი სტრუქტურით:

ექსპერიმენტი No4. პრუსიული ლურჯი სოლის მომზადება ორმაგი გაცვლის რეაქციით.

წინა ექსპერიმენტებში აღწერილი ორმაგი გაცვლის რეაქციის გამოყენებით ხსნარების მიღების პირობების გათვალისწინებით, მიიღება პრუსიის ლურჯი სოლი, ჯერ FeCl 3-ის ჭარბი რაოდენობით, შემდეგ კი K4-ზე მეტით.

გამოცდილების აღწერა:

ექსპერიმენტი ტარდება შემდეგნაირად: 20 მლ-მდე. 0,1% K4 ემატება 5-6 წვეთი 2% FeCl 3 ხსნარის მორევით. მიიღება მუქი ლურჯი სოლი, რომლის მიცელს აქვს სტრუქტურა:

ექსპერიმენტი No5. პრუსიული ლურჯი სოლის მომზადება პეპტიზაციის მეთოდით.

პრუსიული ლურჯის კოლოიდური ხსნარის მომზადება პეპტიზაციის მეთოდით მოდის KFe ნალექის გადაქცევაზე, რომელიც მიღებულია K4 და FeCl3 კონცენტრირებული ხსნარების შერწყმით კოლოიდურ მდგომარეობაში.

გამოცდილების აღწერა:

სინჯარაში 5 მლ. 2% K4 ხსნარი. მიღებულ ნალექს ფილტრავენ, რეცხავენ გამოხდილი წყლით და ნალექი მუშავდება 3 მლ ფილტრზე. ოქსილის მჟავას 0,1 ნ ხსნარი. ცისფერი პრუსიული ლურჯი სოლი იფილტრება სინჯარაში.

თავად დაწერეთ მიკელის სტრუქტურა.

6. ლიტერატურა:

ევსტრატოვა კ.ი. და სხვა.ფიზიკური და კოლოიდური ქიმია. მ., ვშ, 1990, გვ. 365 – 396 წწ.

ვოიუტსკი ს.ს. კოლოიდური ქიმიის კურსი. 1980, გვ. 300 – 309 წწ.

დ.ა.ფრიდრიხსბერგი, კოლოიდური ქიმიის კურსი, სანკტ-პეტერბურგი, ქიმია, 1995 წ., გვ.7-47, 196-62

პაცაევი A.K., Shitybaev S.A., Narmanov M.M. ლაბორატორიული პრაქტიკული სავარჯიშოების გზამკვლევი ფიზიკურ კოლოიდების ქიმიაში, ნაწილი 1. Shymkent, 2002, გვ.24-31

ტესტები გაკვეთილის თემაზე.

7. კონტროლი:

1. კოლოიდები, ისევე როგორც საპნები, არის დიპოლური, კარგად შეიწოვება ჭუჭყის ნაწილაკებით, აძლევს მათ მუხტს, ხელს უწყობს მათ:

ა) კოაგულაცია; ბ) პეპტიზაცია; გ) კოაცერვაცია;

2. სოლის უნარს შეინარჩუნოს დისპერსიის მოცემული ხარისხი ეწოდება:

ა) დალექვის წინააღმდეგობა;

ბ) აგრესიული წინააღმდეგობა;

გ) დაშლის სტაბილურობა.

3. ნაწილაკებს შორის ურთიერთქმედების არსებობისა და არარსებობის მიხედვით სისტემის ფაზები იყოფა:

ა) ლიოფობიური და ლიოფობიური;

ბ) მოლეკულურად დისპერსიული და კოლოიდური დისპერსიული;

გ) თავისუფლად გაფანტული და თანმიმდევრულად გაფანტული.

4. ახლად მომზადებული რკინის ჰიდროქსიდის ნალექის პეპტიზაცია მასზე ხსნარით მოქმედებით ეხება FeCl 3-ს, როგორც:

ა) ქიმიური; ბ) ადსორბცია; გ) ფიზიკური;

5. ფაზის ნაწილაკების უნარს, რომ არ დასახლდნენ გრავიტაციის გავლენით, ეწოდება:

ა) ქიმიური წინააღმდეგობა;

ბ) დაშლის სტაბილურობა;

გ) დალექვის წინააღმდეგობა.

6. Fe(OH) 3 ნალექისგან მიღებულ რკინის ჰიდროზოლის მიცელს FeCl 3 ხსნარით პეპტიზაციით აქვს ფორმა:

ა) (mFe(OH) 3 nFeO + (n-x)Cl-) + x xCl-;

ბ) (mFe(OH) 3 nFe +3 3(n-x)Cl-) +3 x 3xCl-;

გ) (mFe(OH) 3 3nCl - (n-x)Fe +3) - x x Fe +3.

ქიმიის გაკვეთილი მე-11 კლასში: „დისპერსიული სისტემები და ამონახსნები“

მიზანია მივცეთ დისპერსიული სისტემების კონცეფცია და მათი კლასიფიკაცია. გამოავლინეთ კოლოიდური სისტემების მნიშვნელობა ბუნებისა და საზოგადოების ცხოვრებაში. აჩვენეთ ამონახსნების ჭეშმარიტად და კოლოიდურებად დაყოფის ფარდობითობა.

აღჭურვილობა და მასალები:

ტექნოლოგიური რუკები: დიაგრამა-ცხრილი, ლაბორატორიული სამუშაოები, ინსტრუქციები.

აღჭურვილობა ლაბორატორიული სამუშაოებისთვის:

რეაგენტები: შაქრის ხსნარი, რკინის (III) ქლორიდის ხსნარი, წყლისა და მდინარის ქვიშის ნარევი, ჟელატინი, პასტა, ზეთი, ალუმინის ქლორიდის ხსნარი, სუფრის მარილის ხსნარი, წყლისა და მცენარეული ზეთის ნარევი.

ქიმიური ჭიქები

ქაღალდის ფილტრები.

შავი ქაღალდი.

ფანრები

ქიმიის გაკვეთილის მიმდინარეობა მე-11 კლასში:

კონტროლის ფორმები და მეთოდები:

შევსების ტექნოლოგიური დიაგრამები (დანართი No4).

ლაბორატორიული სამუშაოები (დანართი No2)

კონტროლი ხორციელდება ფრონტალურად ზეპირი და წერილობითი ფორმით. ლაბორატორიული სამუშაოების შედეგების მიხედვით, ლაბორატორიული სამუშაოების ბარათები გადაეცემა მასწავლებელს შესამოწმებლად.

1. შესავალი:

მითხარი, რა განსხვავებაა მარმარილოსა და გრანიტს შორის? რაც შეეხება მინერალურ და გამოხდილ წყალს?

(პასუხი: მარმარილო არის სუფთა ნივთიერება, გრანიტი არის ნივთიერებების ნარევი, გამოხდილი წყალი არის სუფთა ნივთიერება, მინერალური წყალი არის ნივთიერებების ნარევი).

ჯარიმა. რაც შეეხება რძეს? ეს სუფთა ნივთიერებაა თუ ნარევი? რაც შეეხება ჰაერს?

ნებისმიერი სუფთა ნივთიერების მდგომარეობა აღწერილია ძალიან მარტივად - მყარი, თხევადი, აირისებრი.

მაგრამ აბსოლუტურად სუფთა ნივთიერებები ბუნებაში არ არსებობს. მინარევების მცირე რაოდენობამაც კი შეიძლება მნიშვნელოვნად იმოქმედოს ნივთიერებების თვისებებზე: დუღილის წერტილი, ელექტრო და თბოგამტარობა, რეაქტიულობა და ა.შ.

აბსოლუტურად სუფთა ნივთიერებების მიღება თანამედროვე ქიმიის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ამოცანაა, რადგან ნივთიერების სისუფთავე განსაზღვრავს მისი ინდივიდუალური საშუალებების დემონსტრირების შესაძლებლობას (ეტიკეტირებული რეაგენტების დემონსტრირება).

შესაბამისად, ბუნებაში და ადამიანის პრაქტიკულ ცხოვრებაში გვხვდება არა ცალკეული ნივთიერებები, არამედ მათი სისტემები.

აგრეგაციის სხვადასხვა მდგომარეობებში სხვადასხვა ნივთიერებების ნარევმა შეიძლება შექმნას ჰეტეროგენული და ერთგვაროვანი სისტემები. ჰომოგენური სისტემები არის გადაწყვეტილებები, რომელთა შესახებ გავიგეთ ბოლო გაკვეთილზე.

დღეს ჩვენ გავეცნობით ჰეტეროგენულ სისტემებს.

2. დღევანდელი გაკვეთილის თემაა DISPERSE SYSTEMS.

გაკვეთილის თემის შესწავლის შემდეგ გაიგებთ:

დისპერსიული სისტემების მნიშვნელობა.

ეს, როგორც გესმით, ჩვენი მთავარი ამოცანებია. ისინი დაწერილია თქვენს ტექნოლოგიურ რუქებში. მაგრამ იმისათვის, რომ ჩვენი მუშაობა უფრო პროდუქტიული და მოტივირებული გავხადოთ, გირჩევთ, რომ ძირითადი ამოცანების გვერდით დაწეროთ მინიმუმ სამი კითხვა, რომლებზეც გსურთ იპოვოთ პასუხი ამ გაკვეთილის განმავლობაში.

3. თეორიული ნაწილი.

დისპერსიული სისტემები - რა არის ისინი?

შევეცადოთ ერთად გამოვიტანოთ განმარტება სიტყვების აგებულებიდან გამომდინარე.

1) სისტემა (ძველი ბერძნული "სისტემიდან" - ნაწილებისგან შემდგარი მთლიანობა; კავშირი) - ელემენტების ერთობლიობა, რომლებიც ერთმანეთთან ურთიერთობასა და კავშირშია, რაც ქმნის გარკვეულ მთლიანობას, ერთიანობას.

2) დისპერსია - (ლათინურიდან dispersio - გაფანტვა) რაღაცის გაფანტვა, დაქუცმაცება.

დისპერსირებული სისტემები არის ჰეტეროგენული (არაჰომოგენური) სისტემები, რომლებშიც ერთი ნივთიერება ძალიან მცირე ნაწილაკების სახით თანაბრად ნაწილდება მეორის მოცულობაში.

თუ გადავხედავთ მიმოხილვას და წინა გაკვეთილს, შეგვიძლია გავიხსენოთ, რომ: ხსნარები შედგება ორი კომპონენტისგან: ხსნადი და გამხსნელი.

დისპერსიულ სისტემებს, ისევე როგორც ნივთიერებების ნარევებს, აქვთ მსგავსი სტრუქტურა: ისინი შედგება მცირე ნაწილაკებისგან, რომლებიც თანაბრად ნაწილდება სხვა ნივთიერების მოცულობაში.

შეხედეთ თქვენს ტექნოლოგიურ რუქებს და შეეცადეთ შექმნათ ორი მსგავსი სქემა განსხვავებული ნაწილებისგან: გადაწყვეტისთვის და დისპერსიული სისტემისთვის.

მოდით შევამოწმოთ შედეგები ეკრანზე გამოსახულთან შედარებით.

ასე რომ, დისპერსიული საშუალება დისპერსიულ სისტემაში მოქმედებს როგორც გამხსნელი და არის ე.წ. უწყვეტი ფაზა, ხოლო დისპერსიული ფაზა არის გამხსნელის როლი.

ვინაიდან დისპერსიული სისტემა არის ჰეტეროგენული ნარევი, არსებობს ინტერფეისი დისპერსიულ გარემოსა და დისპერსიის ფაზას შორის.

დისპერსიული სისტემების კლასიფიკაცია.

თქვენ შეგიძლიათ შეისწავლოთ თითოეული დისპერსიული სისტემა ცალ-ცალკე, მაგრამ უმჯობესია მათი კლასიფიკაცია, ხაზგასმით აღვნიშნოთ ზოგადი, ტიპიური და გახსოვდეთ ეს. ამისათვის თქვენ უნდა დაადგინოთ, რა საფუძვლით უნდა გააკეთოთ ეს. თქვენ დაჯგუფებულები ხართ ჯგუფებად, რომელთაგან თითოეულს ეძლევა დავალება და თანმხლები დიაგრამა.

ხელმძღვანელობთ თქვენთვის შემოთავაზებული ლიტერატურით, იპოვეთ ტექსტში თქვენთვის შემოთავაზებული კლასიფიკაციის ნიშანი, შეისწავლეთ იგი.

შექმენით კლასტერი (ბლოკ-სქემა), რომელიც მიუთითებს დისპერსიული სისტემების მახასიათებლებსა და თვისებებზე, მოიყვანეთ მისი მაგალითები. ამაში დასახმარებლად, უკვე მოწოდებულია ცარიელი სქემები, რომ შეავსოთ.

4. დასკვნა თეორიულ ამოცანაზე.

შევაჯამოთ.

ვთხოვ თითოეული გუნდიდან თითო ადამიანს გამოვიდეს და შეავსოს დაფაზე გამოკრული დიაგრამები.

(მოსწავლეები გამოდიან და ავსებენ თითოეულ დიაგრამას მარკერით და შემდეგ აფიქსირებენ შესრულებულ სამუშაოს)

კარგად გააკეთე, ახლა მოდით გამოვასწოროთ:

რას ეფუძნება დისპერსიული სისტემების კლასიფიკაცია?

რა ტიპის დისპერსიული სისტემები იყოფა?

კოლოიდური ხსნარების რა თვისებები იცით?

რა ჰქვია გელებს? რა არის მათი მნიშვნელობა? რა ხდის მათ განსაკუთრებულს?

5. პრაქტიკული ნაწილი.

ახლა, როდესაც თქვენ იცნობთ დისპერსიული სისტემების მახასიათებლებს და მათ კლასიფიკაციას და ასევე განსაზღვრეთ, თუ რა პრინციპით არის კლასიფიცირებული დისპერსიული სისტემები, გირჩევთ ამ ცოდნის პრაქტიკაში კონსოლიდაციას ცალკე ფორმაში შემოთავაზებული შესაბამისი ლაბორატორიული სამუშაოს შესრულებით.

თქვენ დაჯგუფებული ხართ 2 კაციან ჯგუფებად. თითოეულ ჯგუფს დაურთეთ შესაბამისი ფორმა ლაბორატორიული სამუშაოებით, ასევე რეაგენტების კონკრეტული ნაკრები, რომელიც უნდა შეისწავლოთ.

თქვენ მოგეცემათ დისპერსიული სისტემის ნიმუში.

თქვენი დავალება: ინსტრუქციების გამოყენებით დაადგინეთ რომელი დისპერსიული სისტემა მოგეცათ, შეავსეთ ცხრილი და გამოიტანეთ დასკვნა დისპერსიული სისტემის მახასიათებლების შესახებ.

6. განზოგადება და დასკვნები.

ამრიგად, ამ გაკვეთილზე უფრო ღრმად შევისწავლეთ დისპერსიული სისტემების კლასიფიკაცია, მათი მნიშვნელობა ბუნებასა და ადამიანის ცხოვრებაში.

თუმცა, უნდა აღინიშნოს, რომ დისპერსიული სისტემების ტიპებს შორის მკვეთრი საზღვარი არ არსებობს. კლასიფიკაცია უნდა ჩაითვალოს შედარებითი.

ახლა დავუბრუნდეთ დღევანდელი გაკვეთილისთვის დაკისრებულ დავალებებს:

რა არის დისპერსიული სისტემები?

რა არის დისპერსიული სისტემები?

რა თვისებები აქვთ დისპერსიულ სისტემებს?

დისპერსიული სისტემების მნიშვნელობა.

ყურადღება მიაქციეთ თქვენს მიერ დაწერილ კითხვებს. რეფლექსიის ჩარჩოში აღნიშნეთ ამ გაკვეთილის სარგებლიანობა.

7. საშინაო დავალება.

ბუნებაში და ყოველდღიურ ცხოვრებაში მუდმივად ვხვდებით დისპერსიულ სისტემებს, ჩვენს სხეულშიც კი არის დისპერსიული სისტემები. დისპერსიული სისტემების მნიშვნელობის შესახებ ცოდნის კონსოლიდაციის მიზნით, თქვენ გთხოვენ შეასრულოთ საშინაო დავალება ესეს სახით/

აირჩიეთ დისპერსიული სისტემა, რომელსაც მუდმივად ხვდებით თქვენს ცხოვრებაში. დაწერეთ 1-2 გვერდიანი ესე: „რა მნიშვნელობა აქვს ამ დაშლილ სისტემას ადამიანის ცხოვრებაში? რომელი მსგავსი დისპერსიული სისტემები მსგავსი ფუნქციებით არის ცნობილი ჯერ კიდევ?”

გმადლობთ გაკვეთილისთვის.

აღჭურვილობა და რეაგენტები: გოგირდის სპირტიანი ხსნარი, როზინის სპირტიანი ხსნარი, რკინის ჰიდროქსიდის სოლი, KNO 3, K 2 SO 4, K 3, ზეთი, სურფაქტანტი, BaCl 2 Na 2 SO 4.

თეორიული ნაწილი: ემულსიები არის დისპერსიული სისტემები, რომლებშიც დისპერსიული გარემო და დისპერსიული ფაზა თხევად მდგომარეობაშია. პრაქტიკაში ყველაზე ხშირად გვხვდება წყლის ემულსიები, ე.ი. ემულსიები, რომლებშიც ორი სითხედან ერთი წყალია. ასეთი ემულსიები იყოფა ორ ტიპად: ზეთი წყალში (შემოკლებით o/w) და წყალი ზეთში (o/w). დაბალპოლარული ორგანული სითხეები - ბენზოლი, ბენზინი, ნავთი, ანილინი, ზეთი და ა.შ. ქიმიური ბუნების მიუხედავად, ზეთს უწოდებენ.
პირველი ტიპის ემულსიებში (პირდაპირი) ზეთი არის დისპერსიული ფაზა, ხოლო წყალი არის დისპერსიული საშუალება. მეორე ტიპის ემულსიებში (უკუ) წყალი ფრაგმენტულია...
წვეთების სახით არის დისპერსიული ფაზა, ხოლო ზეთი არის დისპერსიული საშუალება.
დისპერსიული ფაზის შემცველობიდან გამომდინარე, ემულსიები კლასიფიცირდება განზავებულად [დისპერსული ფაზის შემცველობა (φ 1%-ზე ნაკლები (მოც.)], კონცენტრირებული [φ 74% (მოც.)] და მაღალკონცენტრირებული [φ 74-ზე მეტი. % (მოც.)].

ემულსიების აგრეგაციული მდგრადობის დაკარგვა გამოწვეულია იზოთერმული დისტილაციის ან შერწყმის პროცესებით და ჩვეულებრივ თან ახლავს დანალექის მდგრადობის დაკარგვა (სისტემის სტრატიფიკაცია). როგორც ემულსიის მდგრადობის საზომი, შეიძლება გამოვყოთ მისი გარკვეული მოცულობის არსებობის დრო სრულ გამოყოფამდე.

ემულსიის სტაბილურობა იზრდება სისტემაში სტაბილიზატორის (ემულგატორის) შეყვანით, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ელექტროლიტები, ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები და მაღალმოლეკულური ნაერთები. ემულსიების აგრეგაციული სტაბილურობა განისაზღვრება იმავე ფაქტორებით, რომლებიც განსაზღვრავენ ხსნარის კოაგულაციის წინააღმდეგობას.

განზავებული ემულსიები საკმაოდ სტაბილურია ელექტროლიტების არსებობისას, ვინაიდან სტაბილურობა დაკავშირებულია ელექტრული ორმაგი ფენის არსებობასთან. კონცენტრირებული და მაღალკონცენტრირებული ემულსიების სტაბილურობა განისაზღვრება სტრუქტურულ-მექანიკური ბარიერის მოქმედებით ემულგატორის ადსორბციული ფენების წარმოქმნის დროს. ყველაზე მძლავრ სტაბილიზირებულ ეფექტს ახორციელებენ სპირალი და კოლოიდური სურფაქტანტები (საპნები, არაიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები), რომელთა ადსორბციული ფენები გელის მსგავსი სტრუქტურაა და ძლიერ ჰიდრატირებულია.

მექანიკური დისპერსიის დროს წარმოქმნილი ემულსიის ტიპი დიდწილად დამოკიდებულია ფაზის მოცულობების თანაფარდობაზე. უფრო დიდი მოცულობის შემცველი სითხე ჩვეულებრივ ხდება დისპერსიული საშუალება. როდესაც ორი სითხის მოცულობითი შემცველობა თანაბარია, დისპერსიის დროს წარმოიქმნება ორივე ტიპის ემულსია, მაგრამ ის, ვინც "გადარჩენილია" არის ის, რომელსაც აქვს უფრო მაღალი აგრეგატური სტაბილურობა და განისაზღვრება ემულგატორის ბუნებით. ემულგატორის უნარი, უზრუნველყოს ამა თუ იმ ტიპის ემულსიის სტაბილურობა, განისაზღვრება მისი ურთიერთქმედების ენერგიით პოლარულ და არაპოლარულ მედიასთან, რომელიც შეიძლება დახასიათდეს ნახევრად ემპირიული მახასიათებლის გამოყენებით - ჰიდროფილურ-ლიპოფილური ბალანსის ნომერი. სურფაქტანტების (HLB). სურფაქტანტები დაბალი HLB მნიშვნელობებით (2...6) უკეთესად იხსნება ორგანულ გარემოში და ასტაბილურებს ემულსიებს, ხოლო HLB = 12...18 ზედაპირულად უკეთ იხსნება წყალში და ასტაბილურებს o/w ემულსიებს.

საშუალო მოლეკულური წონის ცხიმოვანი მჟავების ტუტე მარილები ყოველთვის იძლევა ო/ვ ემულსიებს, ხოლო ორვალენტიანი ლითონების მარილები, როგორიცაა მაგნიუმი, იძლევა ემულსიებს. ორვალენტიანი იონების კონცენტრაციის თანდათანობითი მატებით ო/ვ ემულსიაში, რომელიც სტაბილიზირებულია საპნით ერთჯერადი დამუხტული ლითონის კატიონით, ემულსია უკუქცეულია და გარდაიქმნება უ/ო ემულსიად.

განსაკუთრებული შემთხვევაა ემულსიების სტაბილიზაცია მაღალი დისპერსიული ფხვნილებით. ასეთი სტაბილიზაცია შესაძლებელია ფხვნილების შეზღუდული შერჩევითი დასველებით (0°-ის შეხების კუთხით< 9 < 180°). При этом порош­ки лучше стабилизируют ту фазу, которая хуже смачивается. Краевой угол, характеризующий избирательное смачива­ние, при объяснении стабилизации эмульсий тонкодисперсными порошками является аналогом ГЛБ молекул ПАВ.

პრაქტიკაში, ემულსიების ტიპი განისაზღვრება შემდეგი მეთოდებით. განზავების მეთოდის გამოყენებით, ემულსიის წვეთი ემატება სინჯარაში წყლით. თუ წვეთი წყალში თანაბრად არის გადანაწილებული, ეს არის o/w ემულსია. უნაყოფო ემულსიის წვეთი წყალში არ გაიფანტება. უწყვეტი ფაზის შეღებვის მეთოდის მიხედვით, წყალში ხსნადი საღებავის რამდენიმე კრისტალი, მაგალითად, მეთილის ნარინჯისფერი, თანაბრად ღებავს ო/ვ ემულსიას მთელ მოცულობაში. w/o ემულსია ერთნაირად შეფერილია მთელ მოცულობაში ცხიმში ხსნადი საღებავით. ემულსიის ტიპი შეიძლება განისაზღვროს მისი ელექტრული გამტარობით. მაღალი ელექტრული გამტარობის მნიშვნელობები მიუთითებს იმაზე, რომ დისპერსიული გარემო არის პოლარული სითხე და ემულსია არის o/w ტიპის. დაბალი ელექტრული გამტარობის მნიშვნელობები მიუთითებს ინვერსიული ემულსიის წარმოქმნაზე.

ემულსიები დროთა განმავლობაში იშლება. ზოგიერთ შემთხვევაში საჭიროა ემულსიების მსხვრევის დაჩქარება, მაგალითად, ნედლ ზეთში ემულსიების მსხვრევა. განადგურების პროცესი შეიძლება დაჩქარდეს ყველანაირად, რაც იწვევს ემულგატორის დამცავი ფირის სიძლიერის შემცირებას და ნაწილაკების ერთმანეთთან შეხების შესაძლებლობის გაზრდას.
ემულსიების გატეხვის (დემულსიფიკაციის) უამრავი მეთოდი არსებობს. მათგან ყველაზე მნიშვნელოვანია შემდეგი:

1. ემულგატორის დამცავი ფირების ქიმიური განადგურება, მაგალითად, ძლიერი მინერალური მჟავის მოქმედებით.

2. ემულგატორის დამატება, რომელსაც შეუძლია გამოიწვიოს ემულსიის ფაზის შეცვლა და ამით შეამციროს დამცავი ფილმის სიმტკიცე.

3. თერმული განადგურება - ემულსიების გამოყოფა გაცხელებით. ტემპერატურის მატებასთან ერთად ემულგატორის ადსორბცია მცირდება, რაც იწვევს ემულსიის განადგურებას.

4. მექანიკური ზემოქმედება. ეს მეთოდი მოიცავს სტაბილიზებული ფირების მექანიკურ განადგურებას, მაგალითად, კრემის კარაქში გადაქცევას. ცენტრიფუგაცია ასევე ეხება მექანიკურ მოქმედებას.

5. ელექტროლიტების მოქმედება იწვევს ნაწილაკების ელექტრული მუხტით სტაბილიზირებული ემულსიების განადგურებას.

ექსპერიმენტული ნაწილი:

ექსპერიმენტი 1. დისპერსიული სისტემების მომზადება:

სინჯარაში ჩაასხით 1 მლ გამოხდილი წყალი, დაუმატეთ 2 წვეთი როზინის ან გოგირდის სპირტიანი ხსნარი. რას აკვირდები? როგორ იქნა მიღებული ეს დისპერსიული სისტემა? რა არის დისპერსიული ფაზა და დისპერსიული გარემო? რა ტიპისაა მიღებული დისპერსიული სისტემა?

ჩაასხით BaCl 2 ხსნარი სინჯარაში და დაამატეთ 3 წვეთი ნატრიუმის სულფატის ხსნარი. დაწერეთ რეაქციის განტოლება და დახაზეთ მიღებული მიკელის დიაგრამა. რა მუხტი აქვს გაფანტულ ნაწილაკს? რა იონები ქმნიან მიკელის დიფუზურ ფენას? გამოცდის მილი დატოვეთ 5-10 წუთის განმავლობაში. რას იტყვით მიღებული სოლის კინეტიკურ მდგრადობაზე და დისპერსიული ფაზის სავარაუდო ნაწილაკების ზომაზე?

ექსპერიმენტი 2. ხსნარების შედედება ელექტროლიტებით.

რკინის (III) ქლორიდის სრული ჰიდროლიზის შედეგად მიღებულ სამ სინჯარაში ჩაასხით 15 წვეთი რკინის ჰიდროქსიდის სოლი. პირველ სინჯარას დაუმატეთ 1 წვეთი კალიუმის ნიტრატი, მეორეში კალიუმის სულფატი, ძლიერი შერყევით K 3 მესამეს. ყოველი შემდეგი წვეთი დაამატეთ წინა წვეთიდან 1-2 წუთის შემდეგ, სანამ ტესტის მილში შიგთავსი არ გახდება ღრუბლიანი. ჩაწერეთ თითოეული ექსპერიმენტის შედეგები ცხრილში.

ცხრილი 1. ხსნარების კოაგულაცია ელექტროლიტებით

გამოთვალეთ კოაგულაციის ბარიერი ფორმულის გამოყენებით:

სადაც c არის ელექტროლიტის კონცენტრაცია, n არის ელექტროლიტის წვეთების რაოდენობა, რამაც გამოიწვია კოაგულაცია.

რომელი ნიშნის იონი იწვევს კოაგულაციას? გამოიტანეთ დასკვნა რკინის ჰიდროქსიდის სოლის ნაწილაკის მუხტის ნიშნის შესახებ და დახაზეთ ამ ნაწილაკების დიაგრამა.

ექსპერიმენტი 3. დისპერსიული სისტემების სტაბილიზაცია ადსორბციული მეთოდით.

სინჯარაში ჩაასხით 3 მლ წყალი და 7 წვეთი ზეთი, ხოლო მეორე სინჯარაში 3 მლ ზეთი და 7 წვეთი წყალი. საფუძვლიანი შერყევის შემდეგ განსაზღვრეთ ემულსიის ტიპი. რა არის დისპერსიული ფაზა და დისპერსიული გარემო მიღებულ ემულსიებში? რას იტყვით მის მდგრადობაზე? თითოეულ სინჯარას დაამატეთ სურფაქტანტის ხსნარის 5 წვეთი. დატოვე მილები 1-2 წუთის განმავლობაში. Რა ხდება? შეაფასეთ დისპერსიული სისტემების სტაბილურობა თითოეულ სინჯარაში. სქემატურად დახაზეთ დისპერსიული ფაზის სტაბილიზებული ნაწილაკების სტრუქტურა.

კითხვები დაცვისთვის

1. რა არის დისპერსირებული სისტემები, მოიყვანეთ სხვადასხვა ტიპის დისპერსირებული სისტემების მაგალითები.

2. დისპერსიული სისტემების ნიშნები.

3. ემულსიების ცნება, მათი კლასიფიკაცია.

4. აღწერეთ დისპერსიული სისტემების მიღების მეთოდები.

5. რა არის კოაგულაცია? კოაგულაციის ბარიერი?

6. როგორ ხდება სოლების შედედება ელექტროლიტებით?

სამუშაოს მიზანი

დისპერსიული სისტემების მიღების მეთოდების გაცნობა, მიცელების აგებულება და კოლოიდური ხსნარების სტაბილურობა.

მოკლე თეორიული ინფორმაცია

დისპერსიული სისტემები- ეს არის ჰეტეროგენული სისტემები, რომლებიც შედგება მინიმუმ ორი ფაზისგან, რომელთაგან ერთი (დისპერსიული ფაზა) არის ფრაგმენტული, წყვეტილი და მეორე ( დისპერსიული საშუალო) არის არაფრაგმენტირებული, უწყვეტი ნაწილი.

ნაწილაკების ზომის მიხედვით, დისპერსიული სისტემები კლასიფიცირდება შემდეგნაირად:

კოლოიდური ხსნარებიუწოდებენ უაღრესად დისპერსიულ ჰეტეროგენულ სისტემებს, რომლებშიც ერთი ნივთიერება მაინც კოლოიდურ მდგომარეობაშია. ნივთიერება დამსხვრეულია 10–7–10–9 მ ზომის ნაწილაკებად (დისპერსიული ფაზა), უხილავი ოპტიკურ მიკროსკოპში, ნაწილდება დისპერსიულ გარემოში.

ნაწილაკების ზომის თვალსაზრისით, კოლოიდური ხსნარები იკავებენ შუალედურ ადგილს ნამდვილ ხსნარებს (10-10 მ) და უხეში სისტემებს (10-7 მ-ზე მეტი), ამიტომ კოლოიდური სისტემების წარმოების მეთოდები შეიძლება დაიყოს ორ მთავარ ჯგუფად:

1) დისპერსიას- დიდი ნაწილაკების ჩახშობა კოლოიდური დისპერსიამდე;

2) კონდენსაცია - გახსნილი ნივთიერების ცალკეული ნაწილაკების ერთობლიობა კოლოიდური ზომის უფრო დიდ ნაწილაკებად (აგრეგატებად).

დისპერსიული მეთოდები მოიცავს, პირველ რიგში, მექანიკურ სახეხს. ეს არის აბრაზია, გამანადგურებელი, ზემოქმედება, გაყოფა. ლაბორატორიებში და მრეწველობაში ამ მიზნებისათვის გამოიყენება გამანადგურებელი და წისქვილის ქვები.

და წისქვილები სხვადასხვა ტიპის (ბურთიანი, კოლოიდური).

ენერგიის დანახარჯების შესამცირებლად გამოიყენება ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები, რომელთა არსებობა აადვილებს დისპერსიას და შეინიშნება ადსორბციის შემცირების ეფექტი ან P. A. Rebinder ეფექტი.

IN ამჟამად ფართოდ გამოიყენებაულტრაბგერითი მეთოდი, რომლის დროსაც დაჭიმვის ძალები წარმოიქმნება ტალღის გავლისას სითხის მონაცვლეობითი ადგილობრივი შეკუმშვისა და გაფართოების გამო.

ასევე გამოიყენება ვოლტაური რკალის მეთოდი, რომელიც ჩნდება სითხეში ელექტროდებს შორის ( ელექტრული დისპერსია). ამ გზით მიიღება ტუტე ლითონის ჰიდროზოლები.

IN დისპერსიული სისტემების წარმოების კონდენსაციის მეთოდები ეფუძნება მოლეკულების, იონების და ატომების ახალი ფაზის წარმოქმნის პროცესებს ერთგვაროვან გარემოში. ამ შემთხვევაში, სისტემა უნდა იყოს ზეგაჯერებულ მდგომარეობაში. თუ ნივთიერების ქიმიური პოტენციალი ახალ ფაზაში ნაკლებია, ვიდრე საწყის ფაზაში, მაშინ პროცესი შესაძლებელია

კონდენსაციის გამომწვევი ძალების ბუნებიდან გამომდინარე, განასხვავებენ ფიზიკურ და ქიმიურ კონდენსაციას.

ფიზიკური კონდენსაციამოითხოვს ისეთი პირობების შექმნას, რომლებშიც მოლეკულები ან იონები კონდენსირდება, წარმოქმნიან დისპერსიულ ფაზას და კონდენსაცია უნდა შეწყდეს, როდესაც ნაწილაკები კოლოიდურ ზომებს მიაღწევენ. ფიზიკური კონდენსაცია შეიძლება განხორციელდეს ორთქლისგან ან გამხსნელების გაცვლის გზით.

ორთქლის კონდენსაციამიიღწევა სისტემის პარამეტრების შეცვლით. მაგალითად, როდესაც ტემპერატურა იკლებს, ორთქლი ხდება ზეგაჯერებული და ნაწილობრივ კონდენსირდება, რაც იწვევს ახალი ფაზის წარმოქმნას.

IN გამხსნელის ჩანაცვლების მეთოდიშეცვალოს გარემოს შემადგენლობა და თვისებები. მაგალითად, დიდი მოცულობის წყალი შეედინება ეთილის სპირტში მოლეკულური გოგირდის გაჯერებულ ხსნარში. ახალი შერეული ხსნარი ზეგაჯერებულია და გოგირდის მოლეკულები ქმნიან ახალი ფაზის ნაწილაკებს. ეს მეთოდი აწარმოებს გოგირდის, ფოსფორის, დარიშხანის, როზინის, ცელულოზის აცეტატის და ორგანული ნივთიერებების ხსნარებს. ამ შემთხვევაში, ეთილის სპირტში ან აცეტონში შემავალი ნივთიერებების საწყისი ხსნარები შეედინება წყალში.

მეთოდები ქიმიური კონდენსაციაასევე დაფუძნებულია ზეგაჯერებული ხსნარიდან ახალი ფაზის იზოლირებაზე, მაგრამ ის წარმოიქმნება ქიმიური რეაქციის შედეგად, მაგალითად, დაჟანგვის რეაქციები, ჰიდროლიზი, დისოციაცია, ორმაგი გაცვლა. მიღებული ნაწილაკების ზომა დამოკიდებულია ემბრიონის ფორმირების სიჩქარისა და მისი ზრდის თანაფარდობაზე. იმისათვის, რომ მცირე ნაწილაკები მივიღოთ, პირველი ფაქტორი უნდა იყოს უპირატესი. საჭიროა რეაქცია

ჩატარდეს განზავებულ ხსნარში კრისტალური ნაწილაკების ზრდის ტემპის შესამცირებლად. ეს შესაძლებელს ხდის 10–7–10–9 მ ზომის ნაწილაკების მიღებას, რაც უზრუნველყოფს სისტემის დალექვის მდგრადობას.

კიდევ ერთი პირობა: ერთ-ერთი რეაგენტი უნდა იქნას მიღებული ჭარბად, რათა წარმოიქმნას ელექტრო ორმაგი ფენა (DEL) ზედაპირზე, რაც უზრუნველყოფს აგრეგაციის სტაბილურობას. მაგალითად, რეაქცია

AgNO3 + KCl = AgCl + KNO3 გარკვეულ პირობებში იწვევს ახალი ფაზის წარმოქმნას. თუ კრისტალების ზედაპირზე ჭარბია კალიუმის ქლორიდი

ლაბორატორიული სამუშაოები 14. დისპერსიული სისტემების მიღება. კოლოიდური ხსნარების სტაბილურობა

მოკლე თეორიული ინფორმაცია

ვერცხლის ქლორიდი ქმნის ელექტრო ორმაგ ფენას. კრისტალს ელექტრულ ორ ფენასთან ერთად მიცელი ეწოდება. იგი გამოსახულია მიცელის ფორმულის სახით, ჩვენს შემთხვევაში მას აქვს ფორმა

(m nCl– (n – x)K+ )x– xK+ .

მიკელის ცენტრში არის კრისტალური სხეული, რომელსაც ეწოდება აგრეგატი; მასზე იონები ადსორბირდება, რომელსაც შეუძლია დაასრულოს მისი ბროლის გისოსი. ეს იონები აწვდიან ელექტრულ მუხტს აგრეგატს და უწოდებენ პოტენციალის განმსაზღვრელ იონებს; ისინი ერთად ქმნიან მიცელის ბირთვს. ბირთვი ქმნის ელექტროსტატიკურ ველს, რომლის გავლენით კონტრიონები იზიდავს მას ხსნარიდან, ქმნიან ადსორბციულ და დიფუზურ ფენებს. ხვეული ფრჩხილებში გამოთქმა წარმოადგენს კოლოიდურ ნაწილაკს. იგი შედგება კრისტალის m, პოტენციალის განმსაზღვრელი იონების nCl–, ადსორბციული ფენის კონტრიონებისაგან (n – x)K+ და მიკელის xK+ დიფუზური ფენის იონებისაგან.

მიცელი ელექტრულად ნეიტრალურია, მაგრამ კოლოიდურ ნაწილაკს აქვს მუხტი. თუ შიდა და გარე ფირფიტების იონების მუხტები არ არის იგივე, ფორმულას ემატება კოეფიციენტები. მაგალითად, პრუსიული ლურჯის კოლოიდური ხსნარი შეიძლება მიღებულ იქნას რეაქციით

4FeCl3 + 3K4 = Fe4 3 + 12 KCl

ჭარბი რკინის (III) ქლორიდის შემთხვევაში, მიცელის ფორმულას აქვს ფორმა

(m3 ] nFe3+ 3(n – x)Cl– ) 3xCl–

დისპერსიული სისტემების მისაღებად გამოიყენება ნალექის ფიზიკურ-ქიმიური დამსხვრევა, ანუ პეპტიზაცია. ფორმალურად, პეპტიზაცია შეიძლება კლასიფიცირდეს, როგორც დისპერსიული მეთოდი, მაგრამ პეპტიზებული ნალექი უკვე არის დისპერსიული მასალა, მიყვანილი დაფქვის კოლოიდური ხარისხით, რომელშიც ნაწილაკები ერთმანეთთან შეწებების შედეგად წარმოქმნიან დიდ აგრეგატებს. ასეთი ნალექის კოლოიდურ ხსნარად გადაქცევის სამი გზა არსებობს.

პირველი გზა არის ადსორბციული პეპტიზაცია. ნალექს ემატება პეპტიზირებული აგენტი, რომლის იონები ნაწილაკების ზედაპირზე ორმაგ ელექტრულ ფენას ქმნიან, რაც მათ ერთმანეთის მოგერიებაში ეხმარება. მაგალითად, რკინის (III) ქლორიდის ხსნარი ემატება რკინის (III) ჰიდროქსიდის ახალ ფხვიერ ნალექს, რომელიც ქმნის ელექტრო ორმაგ ფენას და ნაწილაკები გადადის ხსნარში.

მეორე მეთოდი არის პეპტიზაცია ზედაპირის დისოციაციის გზით . როდესაც მჟავა ან ტუტე ემატება ამფოტერულ ალუმინის ჰიდროქსიდს, წარმოიქმნება ხსნადი ნაერთები, რომლებიც ქმნიან ელექტრო ორმაგ ფენას.

მესამე მეთოდი არის პეპტიზაცია ნალექის გარეცხვით. Ის იყენებს

ხდება მაშინ, როდესაც ელექტროლიტების მაღალი კონცენტრაციის გამო, ნაწილაკების ზედაპირზე ელექტრული ორმაგი ფენა შეკუმშულია. რეცხვა ხელს უწყობს ელექტროლიტების კონცენტრაციის შემცირებას და, შედეგად, გაორმაგების სისქის გაზრდას

ლაბორატორიული სამუშაოები 14. დისპერსიული სისტემების მიღება. კოლოიდური ხსნარების სტაბილურობა

მოკლე თეორიული ინფორმაცია

ძლიერი ელექტრული ფენა, რომელიც იწვევს საგრებელი ძალების მოქმედების მანძილის ზრდას და ეს იწვევს ნალექის კოლოიდური დაშლას.

კოლოიდური ქიმიის ყველაზე მნიშვნელოვანი და რთული პრობლემაა დისპერსიული სისტემების სტაბილურობა. კოლოიდურ სისტემებში განასხვავებენ სტაბილურობის ორ ტიპს: დანალექი და აგრეგაცია.

განიხილება დისპერსიული სისტემა დანალექი რეზისტენტული, თუ ნაწილაკები არ დნება და სტაბილურ წონასწორობაშია. ეს შესაძლებელია, თუ ნაწილაკების ზომები მუდმივია. მაგრამ დისპერსიული ფაზის ნაწილაკები გაფართოებისკენ მიდრეკილნი არიან ერთმანეთთან შეწებებით ან ხელახალი კრისტალიზებით, რაც იწვევს დალექვის სტაბილურობის დარღვევას და დალექვას.

აგრეგატული სტაბილურობა- დისპერსიული სისტემის უნარი შეინარჩუნოს ნაწილაკების ზომები მუდმივი. სტაბილურობა შეიძლება დაიკარგოს კოაგულაციის გზით, რაც არის ნაწილაკების ერთმანეთთან შეკვრის პროცესი უფრო დიდი აგრეგატების შესაქმნელად. ამ შემთხვევაში, დანალექების სტაბილურობა იკარგება და დისპერსიული სისტემა ნადგურდება სხვადასხვა სტრუქტურის ნალექების წარმოქმნით, რომლებსაც კოაგულატები ეწოდება. კოაგულაცია შეიძლება მოხდეს ტემპერატურის (გათბობა, გაყინვა), ქიმიური აგენტების, მექანიკური ფაქტორების და სხვა მიზეზების გავლენის ქვეშ, რამაც შეიძლება გაანადგუროს ენერგეტიკული ბარიერი.

ყველა ელექტროლიტი იწვევს კოაგულაციას Sk კრიტიკული კონცენტრაციის მნიშვნელობის მიღწევის შემდეგ, რომელსაც კოაგულაციის ზღურბლს უწოდებენ - ეს არის ელექტროლიტის მინიმალური კონცენტრაცია კოლოიდურ ხსნარში, რომელიც იწვევს მის კოაგულაციას. კოაგულაციის ეფექტს ფლობს ელექტროლიტური იონი, რომელსაც აქვს მიკელის კონტრიონების მუხტის იდენტური მუხტი. იონების კოაგულაციის უნარი იზრდება მათი მუხტისა და ზომის მატებასთან ერთად.

არსებობს ელექტროლიტებით კონცენტრაციისა და განეიტრალების კოაგულაცია.

კონცენტრაციის კოაგულაციაშეინიშნება ელექტროლიტების კონცენტრაციის მატებასთან ერთად, ხოლო მიცელის კონტრაიონების დიფუზური ფენა იკუმშება, გადაიქცევა ადსორბციულ ფენად. შედეგად, ელექტროკინეტიკური პოტენციალი მცირდება, რაც იწვევს კოაგულაციას.

ზე ნეიტრალიზაციის კოაგულაციადამატებული ელექტროლიტის იონები ანეიტრალებს პოტენციალის განმსაზღვრელ იონებს, ისინი კარგავენ მუხტს და იკვრება ერთმანეთს.

დისპერსიული სისტემების სტაბილურობის თანამედროვე თეორია ან DLFO თეორია (Deryagin, Landau, Verwey, Overbeck) აცხადებს, რომ მოლეკულური მიზიდულობისა და მოგერიების ძალები მოქმედებს დისპერსიული ფაზის ნაწილაკებს შორის. მათი ბალანსი განსაზღვრავს სისტემის ქცევას. ამ თეორიის მიხედვით, კოაგულაციის ბარიერი განისაზღვრება ფორმულით

Сk = const/z6,

სადაც z არის კოაგულატორის იონის ვალენტობა.

თუ ერთვალენტურ იონზე ავიღებთ Ck-ს, მაშინ განტოლების მიხედვით

ლაბორატორიული სამუშაოები 14. დისპერსიული სისტემების მიღება. კოლოიდური ხსნარების სტაბილურობა

მოკლე თეორიული ინფორმაცია

C1 k: C2 k: C3 k = 729: 114: 1

როგორც წესი, ექსპერიმენტული და თეორიული მონაცემები კარგად ემთხვევა ერთმანეთს.

ექსპერიმენტული ნაწილი

ექსპერიმენტი 1 დისპერსიული სისტემების მომზადება

ფიზიკური კონდენსაციის მეთოდი (გამხსნელის ჩანაცვლება)

როზინი სოლ. 10 მლ გამოხდილ წყალს დაუმატეთ ეთილის სპირტში 15 წვეთი როზინის 5%-იანი ხსნარი შერყევისას. როზინის რძიანი თეთრი ხსნარი წარმოიქმნება წყალში უარყოფითი ნაწილაკების მუხტით. რატომ წარმოქმნის როზინი ნამდვილ ხსნარს ალკოჰოლში, მაგრამ კოლოიდურს წყალში?

გოგირდის ხსნარი. 50 მლ წყალს დაუმატეთ აცეტონში 1 მლ გოგირდის გაჯერებული ხსნარი შერყევისას. წარმოიქმნება მოლურჯო-თეთრი ოპალესცენტური გოგირდის სოლი კოლოიდური ნაწილაკების უარყოფითი მუხტით.

გოგირდის ხსნარი. 50 მლ წყალს შერყევისას დაამატეთ 4-5 მლ გოგირდის გაჯერებული ხსნარი ეთილის სპირტში. მოლურჯო ოპალესცენტური გოგირდის სოლი წარმოიქმნება უარყოფითად დამუხტული კოლოიდური ნაწილაკების სახით.

ანტრაცენის სოლ. 50 მლ წყალს დაუმატეთ 0,5 მლ ანტრაცენის გაჯერებული ხსნარი ეთილის სპირტში შერყევის დროს. წარმოიქმნება ანტრაცენის ცისფერ-თეთრი ოპალესცენტური სოლი წყალში უარყოფითად დამუხტული კოლოიდური ნაწილაკებით.

პარაფინის სოლი. შერყევისას დაამატეთ 1 მლ პარაფინის გაჯერებული ხსნარი ეთილის სპირტში 50 მლ წყალში საწვეთურიდან. ოპალესცენტური პარაფინის სოლი წარმოიქმნება უარყოფითად დამუხტული კოლოიდური ნაწილაკების სახით.

ექსპერიმენტი 2 დისპერსირებული სისტემების მომზადება ქიმიური კონდენსაციის გზით

მეტალის ვერცხლის სოლ. შეამცირეთ ვერცხლის მარილი ტანინთან ერთად ტუტე გარემოში მეტალამდე. ამისათვის 2 მლ ვერცხლის ნიტრატის 1,7%-იანი ხსნარი განზავდეს წყლით 100 მლ-მდე და დაამატეთ 1 მლ ტანინის 0,1%-იანი ხსნარი, შემდეგ 3-4 წვეთი კალიუმის კარბონატის 1%-იანი ხსნარი. წარმოიქმნება მეტალის ვერცხლის წითელ-ყავისფერი უარყოფითი სოლი. რეაქცია ტუტე გარემოში იქნება

6AgNO3 + C76 H52 O46 + 3K2 CO3 =

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

ლაბორატორიული სამუშაოები 14. დისპერსიული სისტემების მიღება. კოლოიდური ხსნარების სტაბილურობა

ექსპერიმენტული ნაწილი

DES-ის შიდა გარსი, როგორც ჩანს, წარმოიქმნება OH- იონებით, რომლებიც ადსორბირებულია ვერცხლზე.

მანგანუმის დიოქსიდის ხსნარი. 5 მლ კალიუმის პერმანგანატის 1%-იანი ხსნარი განზავდეს წყლით 50 მლ-მდე და დაუმატეთ 2 მლ ნატრიუმის თიოსულფატის 1%-იანი ხსნარი. წარმოიქმნება ალუბლის-წითელი მანგანუმის დიოქსიდის სოლი.

მანგანუმის დიოქსიდის ხსნარი. 5 მლ კალიუმის პერმანგანატის 1,5%-იანი ხსნარი განზავდეს წყლით 100 მლ-მდე, გააცხელეთ ადუღებამდე. 15 წუთის განმავლობაში შეიყვანეთ 5 მლ კონცენტრირებული ამიაკი მცირე ულუფებით (თითოეული 0,5 მლ). იქმნება წითელ-ყავისფერი მანგანუმის დიოქსიდის სოლი.

ვერცხლის იოდიდის სოლ. ვერცხლის ნიტრატის 1,7%-იანი ხსნარის 10 წვეთი განზავდეს წყლით 100 მლ-მდე და დაუმატეთ წვეთ-წვეთად 1 მლ კალიუმის იოდიდის 1,7%-იანი ხსნარის შერყევისას. წარმოიქმნება ვერცხლის იოდიდის მოლურჯო ოპალესცენტური სოლი.

პრუსიული ლურჯი სოლ. 0,1 მლ გაჯერებული FeCl3 ხსნარი განზავდეს 100 მლ წყალში. შერყევისას გაზავებულ ხსნარში დაამატეთ 1 წვეთი 20% K4 ხსნარი. წარმოიქმნება ლურჯი პრუსიული ლურჯი სოლ Fe4 3.

რკინის ჰიდროქსიდის სოლ. 50 მლ მდუღარე გამოხდილ წყალს დაუმატეთ მცირე ულუფებით 5–10 მლ 2% FeCl3 ხსნარი. ჰიდროლიზის შედეგად წარმოიქმნება ალუბლისფერი-წითელი რკინის ჰიდროქსიდის სოლი.

ექსპერიმენტი 3 დისპერსიული სისტემების მიღება დისპერსიული მეთოდის გამოყენებით

ფლუორესცეინის სოლ. 5 მლ გამოხდილ წყალს დაუმატეთ 2-3 წვეთი სოდა ხსნარი და დაუმატეთ ფლუორესცეინის პატარა მარცვალი. შეანჯღრიეთ ხსნარი, ყურადღება მიაქციეთ მის ფერს გადაცემულ და არეკლილი სინათლეში.

სახამებლის სოლ. 0,5 გრ სახამებელი კარგად გახეხეთ ფაიფურის ნაღმტყორცნებში, გადაიტანეთ ფაიფურის ჭიქაში და შეურიეთ 10 მლ გამოხდილ წყალს, შემდეგ დაუმატეთ კიდევ 90 მლ წყალი. მიიყვანეთ ნარევი ადუღებამდე და მუდმივად ურიეთ. თქვენ მიიღებთ 0,5% სახამებლის ხსნარს.

ჟელატინის სოლ. დაასხით 0,5 გრ ჟელატინი 50 მლ გამოხდილ წყალში და გაათბეთ წყლის აბაზანაში 40-50 o C-ზე, სანამ ადიდებულმა ჟელატინი მთლიანად არ დაიშლება.

კვერცხის ალბუმინის სოლ. 100 მლ მოცულობით კოლბაში დაამატეთ 10 გ ალბუმინის ფხვნილი ან ქათმის კვერცხის ცილა და შეანჯღრიეთ 50 მლ ცივ გამოხდილ წყალთან სრულ გახსნამდე. შეავსეთ კოლბა წყლით ნიშნულამდე. შედეგი არის ცილის სოლი.

ცარცის სუსპენზია. შეავსეთ 2 სინჯარა გამოხდილი წყლით მოცულობის ნახევრამდე, ერთ-ერთს დაუმატეთ 1 მლ 0,5% ჟელატინის ხსნარი. შემდეგ სინჯებს დაუმატეთ 2 გ ცარცი და ენერგიულად შეანჯღრიეთ. ცარცის სტაბილური სუსპენზია ჩამოყალიბდა სინჯარაში ჟელატინით (შეჩერების სტაბილიზატორი).

ლაბორატორიული სამუშაოები 14. დისპერსიული სისტემების მიღება. კოლოიდური ხსნარების სტაბილურობა

ექსპერიმენტული ნაწილი

რკინის(III) ჰიდროქსიდის ხსნარის მომზადება პეპტიზაციით

დაამატეთ 20 მლ წყალი 5 მლ 2% FeCl3 ხსნარში, შემდეგ დაამატეთ ამიაკის კონცენტრირებული ხსნარი Fe(OH)3 ნალექის წარმოქმნამდე. ჩამოიბანეთ მიღებული ნალექი გამოხდილი წყლით და გამოაცალეთ დეკანტაციით (დეკანტაცია არის სითხის გადინება ჩამოსხმული ნალექისგან). ამისთვის ნალექი შეანჯღრიეთ უამრავი წყლით და დადნების შემდეგ ნალექის ზემოთ ნალექი ფრთხილად გადაწურეთ. გარეცხვის დასასრული ფასდება ამიაკის სუნის არარსებობით. გარეცხილი ნალექი ჩაასხით ორ კოლბაში. ერთს დაუმატეთ რკინის (III) ქლორიდის ხსნარი, როგორც პეპტიზატორი (2 მლ გაჯერებული ხსნარი განზავებულია წყლით 100 მლ-მდე), ხოლო მეორე დატოვეთ შედარებისთვის. შეანჯღრიეთ ნალექი პეპტიზერით და ფრთხილად გააცხელეთ ადუღებამდე. როდესაც ხდება პეპტიზაცია, მიიღება რკინის (III) ჰიდროქსიდის წითელ-ყავისფერი ხსნარი.

ექსპერიმენტი 5 ხსნარების შედედება ელექტროლიტებით და კოაგულაციის ზღურბლის განსაზღვრა

სინჯარაში ჩაასხით 5 მლ რკინის (III) ჰიდროქსიდის ხსნარი, ხოლო ბურეტში 0,002 მ ნატრიუმის სულფატის ხსნარი. ბურეტიდან ნელა დაასხით ნატრიუმის სულფატის ხსნარი სინჯარაში, რომელიც შეიცავს რკინის (III) ჰიდროქსიდის ხსნარს, კარგად აურიეთ. კოაგულაციის დაწყების ნიშანია ხსნარის სიმღვრივე ხსნარის მთელ მოცულობაში. გამოთვალეთ კოაგულაციის ბარიერი ფორმულის გამოყენებით

C k = 5 1000,

სადაც c არის ელექტროლიტის კონცენტრაცია, მოლ/ლ; ν – მოხმარებული ელექტროლიტის მოცულობა, მლ; Ck – კოაგულაციის ბარიერი, მოლ/ლ.

გაიმეორეთ ექსპერიმენტი 0.002 M Na3PO4 ხსნარის გამოყენებით, როგორც კოაგულაციის ელექტროლიტი. განსაზღვრეთ კოაგულაციის ბარიერი. შეიყვანეთ ექსპერიმენტული მონაცემები ცხრილში:

შედედების შედარებითი სიმძლავრე გამოითვლება კოაგულაციის უფრო მაღალი ზღურბლის ქვედა კოაგულაციის ზღურბლზე გაყოფით. ახსენით, რატომ არის ერთი იონის კოაგულაციის უნარი მეორეზე მაღალი?

ლაბორატორიული სამუშაოები 14. დისპერსიული სისტემების მიღება. კოლოიდური ხსნარების სტაბილურობა

ტიპიური პრობლემების გადაჭრის მაგალითები

მაგალითი 1. დაწერეთ რეაქციის მიცელის ფორმულა

Na2 SO4 + BaCl2 = BaSO4 ↓ + 2NaCl – სტაბილიზატორი (ჭარბი) Na2 SO4.

ხსნარი: ბარიუმის სულფატი გროვდება, მისი მოლეკულები ერთიანდებიან და ქმნიან კოლოიდური ნაწილაკის m ბირთვს. ბირთვის ზედაპირზე ხსნარიდან შეიწოვება სტაბილიზატორი იონები SO4 2–, ბირთვის შემადგენლობის მსგავსი ბუნებით, და ნაწილაკი იძენს უარყოფით მუხტს. ამ ადსორბირებულ იონებს უწოდებენ პოტენციალის განმსაზღვრელ იონებს. უარყოფითად დამუხტული ნაწილაკი იზიდავს საპირისპირო ნიშნის იონებს ხსნარიდან - Ba2+ კონტრიონები. მრიცხველები მოძრაობენ და ზოგიერთი მათგანი ნაწილაკზე ადსორბირებულია. ადსორბირებული პოტენციალის განმსაზღვრელი იონები და კონტრიონები ქმნიან ადსორბციულ ფენას. კონტრაიონების მეორე ნაწილი თხევად ფაზაშია და ქმნის მობილურ დიფუზიურ ფენას. ბირთვს ადსორბციულ ფენასთან ერთად კოლოიდური ნაწილაკი ეწოდება და აქვს პოტენციალის განმსაზღვრელი იონის მუხტის იდენტური მუხტი. დიფუზური ფენის კოლოიდური ნაწილაკები და კონტრიონები ქმნიან მიცელს. მიკელის მუხტი ნულის ტოლია.

BaSO4 sol micelle-ის სტრუქტურა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგი დიაგრამით:

(m nSO 2 4 − (n – x)Na+ )x– xNa+.

მაგალითი 2. რა თანმიმდევრობით უნდა გაერთიანდეს Na2SO4 და BaCl2 ხსნარები დადებითი ელექტრული მუხტის მატარებელი კოლოიდური ნაწილაკის მისაღებად?

ამოხსნა: მაგალით 1-ში მიღებულია უარყოფითი მუხტის მქონე კოლოიდური ნაწილაკი. მის დასატენად საჭიროა სტაბილიზატორის სახით აიღოთ BaCl2 ხსნარი (ზედმეტად) და დაუმატოთ Na2 SO4 ხსნარი. ამ შემთხვევაში, Ba2+ იონები შეიწოვება პოტენციალის განმსაზღვრელი იონების სახით და ნაწილაკი შეიძენს დადებით მუხტს, კონტრაიონებს.

– Cl–. მიღებული მიკელის ფორმულა იქნება

(m nBa2+ (n – x)Cl– )x+ xCl– .

მაგალითი 3. რეაქციის შედეგად მიღებული ვერცხლის იოდიდის ხსნარი

KJ + AgNO3 = AgJ + KNO3

ლაბორატორიული სამუშაოები 14. დისპერსიული სისტემების მიღება. კოლოიდური ხსნარების სტაბილურობა

ტიპიური პრობლემების გადაჭრის მაგალითები

გარკვეული ჭარბი KJ, შედედება კალიუმის სულფატის და კალციუმის აცეტატის ხსნარებით. რომელ ელექტროლიტს აქვს უფრო ძლიერი კოაგულაციის ეფექტი?

ამოხსნა: სოლ მიკელის აგებულება ასეთია:

(m (n – x)J– xK+ )x– nK+ .

იონები, რომლებიც ქმნიან დიფუზურ ფენას, ანუ კონტრაიონებს, არის K+ კათიონები. ამიტომ კოაგულაციური ეფექტის დადგენისას აუცილებელია შეყვანილი ელექტროლიტის კათიონების მუხტების შედარება. ვინაიდან Ca2+ იონის მუხტი უფრო მაღალია, ვიდრე K+ იონის მუხტი, შულც-ჰარდის წესის შესაბამისად, Ca(CH3COO)2-ის კოაგულაციის ეფექტი უფრო ძლიერია.

მაგალითი 4. როგორ შეიცვლება As2 S3 სოლის შედედების ზღვარი, თუ 10 10-6 მ3 ხსნარის შედედებისთვის საჭიროა 1,2 10–6 მ3 NaCl ხსნარი 0,5 კმოლ/მ3 კონცენტრაციით? განსაზღვრეთ კოაგულაციის ზღურბლი MgCl2 ხსნარის ზემოქმედებით 0,036 კმოლ/მ3 კონცენტრაციით (ამას დასჭირდება 0,4 10-6 მ3

10 10-6 მ3 სოლი) და AlCl3 ხსნარი 0,01 კმოლ/მ3 კონცენტრაციით (მას დასჭირდება 0,1 10-6 მ3 10 10-6 მ3 სოლზე). შეამოწმეთ პირობის შესრულება C1 k : C2 k : C3 k = = 729: 114: 1 = 1: (1/26) : (1/36) = 1: 0.016: 0.0014.

გამოსავალი.გამოვიყენოთ ფორმულა

Ck = cV w,

სადაც c არის ელექტროლიტის კონცენტრაცია (კმოლ.მ-3); V – ელექტროლიტური ხსნარის მოცულობა; w არის სოლის მოცულობა.

ფორმულა მოქმედებს (V<< w):

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

მიღებული გამოთვლებიდან გამომდინარეობს, რომ საპირისპიროდ დამუხტული იონების მიერ კოაგულაციის პირობა დამაკმაყოფილებლად არის შესრულებული.

ლაბორატორიული სამუშაოები 14. დისპერსიული სისტემების მიღება. კოლოიდური ხსნარების სტაბილურობა

ტესტის კითხვები და დავალებები

1. რომელ სისტემებს ეწოდება დისპერსიული?

2. რა განსხვავებაა ნამდვილ ხსნარებს, კოლოიდურ და უხეში დისპერსიულ სისტემებს შორის?

3. დაასახელეთ დისპერსიული სისტემების მიღების მეთოდები.

4. რა ხსნის სოლების სტაბილურობას?

5. რა არის პეპტიზაცია? რა არის პეპტიზაციის ტიპები?

6. რა არის ქიმიური და ფიზიკური კონდენსაცია?

7. რა პირობები უნდა იყოს დაცული ქიმიური კონდენსაციის გზით ხსნარის მიღებისას?

8. დაწერეთ მიცელის ფორმულა რეაქციებისთვის:

ა) AgNO3 + NaCl = AgCl + NaNO3 – NaCl სტაბილიზატორი.

ბ) K4 + 2CuSO4 = Cu2 + 12KCl – სტაბილიზატორიCuSO4.

9. რომელ პროცესს ეწოდება კოაგულაცია და რომელ დანალექს?

10. რა არის კოაგულაციის ბარიერი?

11. როგორ იცვლება ელექტროლიტის კოაგულაციის ეფექტი იონკოაგულატორის მუხტისა და მისი ზომის მატებასთან ერთად?

12. რა იდეებს ეფუძნება DLFO თეორია?

13. რატომ იწვევს ელექტროლიტები დისპერსიული სისტემების კოაგულაციას?

14. რა არის ნეიტრალიზაციის კოაგულაცია და რით განსხვავდება ის კონცენტრაციული კოაგულაციისგან?