Коллоидтық химияның көрнекі тəжірибелері. Əзімбек Қоқанбаев

дің оптикалық, молекулалы-кинетикалық қасиеттері бойынша тәжірибелер жазылған.

      Екінші тарауда коллоидтық жүйелердің теорияларына арналған тәжірибелер берілген. Онда электркинетикалық, электрқылтүтіктік құбылыстар және үлкен молекулалық қосылыстар ерітінділеріне арналған тәжірибелер жазылған.

      Үшінші тараудағы тәжірибелер адсорбциялық құбылыстар мен хромотографиялық талдауға арналған, ал төртінші тарауда коллоидтық жүйелер күйлерінің өзгеруіне (кірнелердің коагуляциясы мен сірнелердегі құбылыстар) арналған тәжірибелер жазылған.

      Бесінші тарауда микрогетерогендік жүйелердің (майғындардың, көбіктердің және аэрокірнелердің) қасиеттерін түсіндіретін көрнекі тәжірибелер берілген.

      Әр тәжірибе бойынша қажетті заттар (реактивтер, құрал-жабдықтар, құрылғылар, ыдыстар және т.б.) көрсетіліп, тәжірибенің орындалуы мен нәтижесі беріліп, соңында түсіндірілуі жазылған.

      Әдістемелік нұсқаулық химия, химиялық технология және басқа да коллоидтық химия пәнін оқитын студенттер мен оқытушыларға арналған.

      1-тарау

      КОЛЛОИДТЫҚ ЖҮЙЕЛЕРДІҢ ЖАЛПЫ ҚАСИЕТТЕРІНЕ АРНАЛҒАН ТӘЖІРИБЕЛЕР

      1.1. Коллоидтық жүйелерді алу

      1-тәжірибе. Темір гидроксиді гидрокірнесін әртүрлі әдістермен алу әдістері

      Тәжірибеге қажетті заттар: 1) 2 %-дық FeCl₃, 2) 1 %-дық FeCl₃ 3) 1н FeCl_3, конц. (NH₄)₂CO₃, 4) 1 н HCl; 5) Конц. NH₄OH; 6) Тамшылатқыш тамшуыр; 7) 15 мл-лік тамшуыр; 8) 250 және 500 мл-ге арналған 2 конустық құты; 9) Бунзен жылытқышы; 10) Талшық торымен торланған шілдер.

      А-тәжірибесінің орындалуы (гидролиз әдісі):

      Жақсылап жуылған сыйымдылығы 250 мл-лік конустық құтыға шамамен 10 мл айдалған су құйып, қайнағанша қыздырамыз. Сосын қайнап тұрған суға 2 %-дық темір (III) хлориді ерітіндісін тамшылатып, 10-15 мл қосып, ерітіндіні бірнеше минут тағы қыздырамыз.

      Тәжірибенің нәтижесі: Қайнаған суға темір (III) хлориді ерітіндісін қосқаннан кейін темір (III) гидроксидінің қарқынды боялған қызыл қоңыр түсті коллоидтық ерітіндісі түзіледі.

      Тәжірибенің түсіндірілуі: Темір (III) гидроксидін алу реакциясы мына түрде жүреді:

FeCl₃ + 3H₂O →Fe(OH)₃ +HCl

      Агрегатының беттік молекулалары химиялық әрекеттесуге түседі.

Fe(OH)₃+ HCl →FeOCl +2H₂O

      Осы реакцияның нәтижесінде түзілген молекулалары электролиттік диссоциацияланып, FeO⁺ + Cl^- иондары түзіледі.

      Жоғарыда келтірілгенді қорыта келе, темір (III) гидроксиді гидролизінің мицеласының құрылысын былай жазуға болады.

[Fe(OH)₃]n + mFeO⁺ + mCl^- ={[Fe(OH)₃]_nmFeO⁺(m-x)Cl^-}^+xxCl^-

      Мицеланың құрылысын көрсеткен сұлбадан темір (III) гидроксиді кірнесінің заряды оң екенін көреміз.

      Б-тәжірибесінің орындалуы (қосарланып ауысу реакция әдісі)

      500 мл-лік құтыға 200-300 мл 1 н темір (III) хлориді ерітіндісін құяды да, оған бас кезінде түзілген тұнба ерігенше, тамшымен концентрлі аммоний карбонатының ерітіндісін қосамыз.

      Тәжірибенің нәтижесі: Темір (III) хлориді аммоний карбонатымен әрекеттескенде ерітіндіде коллоидтық күйдегі темір (III) гидроксиді, аммоний хлориді және көміртек (IV) оксиді бөлінеді. Темір (III) гидроксидінің коллоидтық ерітіндісі қызыл-қоңыр түске боялады.

      Тәжірибенің түсіндірілуі: Тәжірибе нәтижесінде түзілген темір (III) гидроксиді кірнесі теріс зарядталған. Кірненің түзілу реакциясының теңдеуі:

2FeCl₃ +3(NH₄)₂CO₃ +H₂O→ 2FeO(OH) + 6NH₄Cl+ 3CO₂

      В-тәжірибесінің орындалуы (адсорбциялық пептидтелу әдісі): Тәжірибені бастамас бұрын теміргидроксидінің тұнбасын дайындап аламыз. Оны дайындау үшін темір хлоридінің сулы ерітіндісіне аз мөлшерде концентрлі аммиак ерітіндісін қосамыз. Тұнбаға түсу реакциясы төмендегдей жүреді:

FeCl₃ + 3NH₄OH → Fe(OH)₃↓ + 3NH₄Cl

      Алынған тұнбаны аммоний хлоридінен тазартып жуамыз және артық аммиакты иісі кеткенше декантация әдісімен айдалған сумен жуамыз және оны жабық ыдыста судың астында сақтаймыз. Тәжірибені былайша жүргіземіз: сынауыққа 15 мл-лік темір (III) гидроксидінің айдалған суда араластырып, дөрекі дисперстік тұнбасын құямыз.

      Алдымен әр сынауққа 15 мл-лік айдалған су қосып, сосын 1 н FeCI₃ ерітіндісінен пептизатор ретінде әр сынауыққа мынадай мөлшерде қосамыз:

      Fe(OH)₃ Тұнбасы бар сынауықтарды жақсылап араластырып, тұрғыға орналастырып, тұнбаның өзгерісін бақылай отырып қайнатамыз.

      Тәжірибенің нәтижесі: Пептизатор қоспаған сынауықта тұнбаның пептизациялануы жүрмейді, тұнба сынауықтың түбінде ірі дисперстік кірне түрінде жатады. Қалған сынауықтардағы Fe(OH)₃ тұнбасы біртіндеп ерітіндіге ауысады. Неғұрлым сынауыққа пептизатор көп қосылса, соғұрлым тұнба жоғарғы дәрежеде ерітіндіге ауысады.

      Тәжірибенің түсіндірілуі: Бұл тәжірибеде пептизатор ретінде реакцияға FeOCI түседі.