Краткое теоретическое обоснование

Явление перемещения частиц золя в электрическом поле к электроду, знак которого противоположен знаку заряда частиц, называется электрофорезом. Гранулы с положительным зарядом перемещаются к катоду, а с отрицательным – к аноду. Перемещение дисперсионной среды относительно неподвижной дисперсной фазы под действием внешнего электрического поля называют электроосмосом.

Наблюдая электрофоретическое движение частиц, можно установить знак заряда частиц, а также определить электрокинетический / / -потенциал, от которого зависит устойчивость золя. Расчет -потенциала производят по формуле (для частиц цилиндрической формы): , где ( )– вязкость сред; u –электрофоретическая скорость частицы; ( ) – диэлектрическая проницаемость; H – градиент потенциала и его вычисляют по формуле: , где э. д. с.(электродвижущая сила), – расстояние между электродами. Для частиц сферической формы используют формулу: .

Величина электрокинетического потенциала зависит от концентрации ионов электролитов в растворе и от их заряда. Чем больше концентрация электролита, тем меньше толщина диффузной части двойного электрического слоя и тем меньше -потенциал. Когда все ионы диффузного слоя перейдут в адсорбционный, то = 0.

Задача №4.Электрокинетический потенциал частиц гидрозоля 50 мВ. Приложенная внешняя э. д. с. 240 В, а расстояние между электродами 40 см. Вычислить электрофоретическую скорость частиц золя, если форма их цилиндрическая. Вязкость воды 0,001 , а диэлектрическая проницаемость среды 81.

Решение.

1. Из формулы расчета -потенциала , вытекает: .

2. С учетом того: = В/м, то окончательно получаем: м/с.

Примечание: – коэффициент, выражающий диэлектрическю проницаемость в единицах системы СИ, Ф/м.

Ответ. м/с.

1.2. Ситуационные задачи №№ с 4 по 13для закрепления материала (выполнить в протокольной тетради).

Задача №5.В слюне золь получен реакцией обмена между и . Какой электролит явился стабилизатором данного золя, если его гранулы при электрофорезе движутся к аноду? Напишите схему строения мицеллы данного золя.

Задача №6.Свинец / / –это остетропный элемент, заменяющий в кристаллах гидроксиаппатита . При поступлении с пищей и водой распределяется в организме человека и животных по скелетному типу и наиболее высокая концентрация её в зубах. В этой связи при умеренном избытке и для профилактики сатурнизма (отравление свинцом) в медицине используются сульфатные / /минеральные воды.

Напишите строение мицеллы сульфата свинца, который образовался при смешивании растворов: и . Определите, каков заряд золя и к какому электроду (к катоду или к аноду) будет двигаться коллоидная частица?

Задача №7.При добавлении к 0,02 литрам хлорида калия в концентрации =0,01 моль/л 0,028 литра раствора нитрата серебра в концентрации =0,005 моль/л получен золь хлорида серебра . Определите заряд частиц полученного золя и напишите формулу его мицеллы.

Задача №.8. Напишите строение мицеллы золя, определите, к какому электроду (к катоду или к аноду) будет двигаться коллоидная частица:

1. , стабилизированный .

2. , стабилизированный .

3. , стабилизированный .

4. , стабилизированный .

5. , стабилизированный .

6. , стабилизированный .

7. , стабилизированный .

8. , стабилизированный ?

Задача №9.Какой ион является потенциалопределяющим ионом в коллоидной частице, если к водному раствору медленно прилили ? Составьте схему мицеллы и укажите ионы, которые при добавлении в раствор могут вызвать коагуляцию.

Задача №10.Одним из метаболитов при отравлении этиленгликолем является щавелевая кислота / /, которая при связывании с кальцием / / в почках формирует золь оксалата кальция / /, затрудняющие функционирование почечных канальцев и служат причиной развития гипокальциемии. Определите, каков заряд золя? Какие из ионов будут обладать коагулирующим действием для частиц этого золя:

Задача №11.Коагуляция 20 мл золя гидроксида железа (III) наступила при добавлении к нему 4 мл 0,0025 М раствора Вычислить порог этого электролита.

Задача №12.Пороги коагуляции берлинской лазури (осадок интенсивного синего цвета) электролитами и одинаковы. Какой вывод можно сделать о знаке заряда коллоидных частиц золя? Составьте схему мицеллы.

Задача №13.Препараты золота применяется в медицине при лечении некоторых опухолей и в первую очередь рака легких, а также оно оказывают антисептическое действие на бактерии и вирусы и вводят как внутрь, так и парентерально в виде коллоидных растворов (хризотерапия, т.е. лечение солями золото), вне зависимости, что коллоидное золото всасывается значительно меньше.

Вычислите электрофоретическую скорость частиц золя золота, если градиент потенциала равен 1000 В/м, а -потенциал составляет 58 мВ. Вязкость среды , а диэлектрическая проницаемость 81. Частицы имеют цилиндрическую форму.

1.3. Контрольные вопросы

1. Какие системы называются дисперсными?

2. Чем отличаются истинные растворы, коллоидные и грубодисперсные системы?

3. Назовите и охарактеризуйте методы получения дисперсных систем.

4. Что такое пептизация? Каковы виды пептизации?

5. Что такое химическая и физическая конденсация? Какие условия должны соблюдаться при получении золя методом химической конденсации?

6. Какие оптические свойства характерны для коллоидных систем7

7. Чем вызвана необходимость очистки коллоидных систем? Что такое диализ и ультрафильтрация? На каких явлениях основаны эти методы?

8. Какие мембраны называют электрохимически активными? Что значит катодная и анодная мембрана?

9. Какие виды устойчивости характерны для гидрофобных золей? Какими факторами обусловлены различные виды устойчивости?

10. Что такое коагуляция? Какие факторы могут ее вызвать? Что называют порогом коагуляции и как он зависит от заряда иона-коагулятора?

11. Каковы основные положения теории устойчивости и коагуляции коллоидных систем по Дерягину-Ландау (ДЛФО)?

12. Каковы свойства растворов полимеров? Что такое ограниченное и неограниченное набухание?

13. Какими методами определяют молекулярную массу полимеров?

14. Как связано осмотическое давление раствора полимерас его концентрациейи молекулярной массой?

15. Что такое застудневание? Какими свойствами обладаютстудни? Какие факторы способствуют гелеобразованию?