Задание для самостоятельной подготовки

При подготовке к занятию необходимо усвоить следующие ос­новные понятия:

1) структура дисперсных систем; дисперсная фаза, дисперси­онная среда; степень дисперсности; классификация дисперсных систем;

2) строение частиц дисперсной фазы лиофобных и лиофильных мицеллярных коллоидных систем; строение двойного электрического слоя; мицелла, агрегат, ядро (гранула);

3) механизм возникновения заряда коллоидной частицы;

4) влияние электролитов на электрокинетический потенциал;

5) кинетическая и термодинамическая устойчивость коллоидных систем; коагуляция и факторы, ее вызывающие; порог коагуляции;

6) правило Шульца—Гарди; коагуляции золей смесями элект­ролитов;

7) методы получения и очистки коллоидных растворов; диа­лиз, электродиализ, ультрафильтрация.

Лабораторный практикум.

“Определение порогов коагуляции”.

Цель работы:

1) провести коагуляцию тремя электролитами, содержащими ионы-коагуляторы разной величины заряда;

2) вычислить пороги коагуляции для каждого электролита и их соотношения;

3) проверить выполнение правила Шульце-Гарди.

Ход работы.

Определяют порог коагуляции титрованием золя раствором электролита. В 6 пробирок одинакового диаметра наливают из пробирок по 5 мл приготовленного золя. Пробирки ставят в штатив. Сначала проводят коагуляцию золя электролитом с однозарядным ионом-коагулятором. Для этого берут в руки две пробирки с золем и прибавляют каплями из бюреток в одну – электролит, а в другую (контрольную) – воду. Пробирки встряхивают. Каждый раз сравнивая титруемый золь с контрольной пробиркой. Отмечают визуальные признаки коагуляции (потемнение или образование хлопьев) и фиксируют по бюретке отвечающий ей объём электролита. Опыт повторяют ещё два раза с оставшимися четырьмя пробирками. Затем аналогично проводят коагуляцию электролитами, содержащими двух- и трёхзарядные ионы-коагуляторы.

Экспериментальные данные заносят в таблицу:

Пороги коагуляции вычисляют на основе экспериментальных данных по формуле:

где С_К – порог коагуляции, моль/л; С₀ – концентрация исходного электролита, моль/л; V_K – объём электролита вызвавшего коагуляцию 5 мл золя, мл.

Особенности растворения полимеров.Размеры макромолекул высокомолекулярных соединений (ВМС) соизмеримы с размера­ми коллоидных частиц, что обусловливает общность ряда свойств, характерных для коллоидных растворов и растворов ВМС.

К таким свойствам относят малую скорость диффузии раство­ренных частиц, неспособность их проникать через мембраны, эффект Фарадея—Тиндаля и др. Однако растворы ВМС являются истинными, поскольку удовлетворяют основным критериям ис­тинных растворов: самопроизвольность образования, гомогенность, термодинамическая устойчивость, равновесность.

Равновесие в растворах ВМС устанавливается медленнее, чем в истинных растворах, и растворению, как правило, предшествует набухание. Набуханием называют самопроизвольный процесс од­носторонней диффузии низкомолекулярного растворителя в по­лимер, сопровождающийся увеличением объема и массы ВМС.

Различают неограниченное и ограниченное набухание. В пер­вом случае полимер поглощает жидкость, а потом при той же температуре постепенно переходит в раствор. Пример неограни­ченного набухания — растворение желатина или крахмала в горя­чей воде. При ограниченном набухании процесс практически останавливается на стадии образования гетерогенной системы, состоящей из двух фаз: набухший полимер и низкомолекулярный растворитель. В этом случае равновесной системой является гель. Пример ограниченного набухания — набухание желатина или крахмала в холодной воде, набухание резины в бензоле. Тип набу­хания зависит от гибкости полимерной цепи: чем более гибкой является полимерная цепь, тем больше степень набухания и тем выше вероятность образования раствора.

Количественно способность полимера набухать в тех или иных растворителях характеризуют степенью набухания:

где V, V₀ — объем образца полимера до и после набухания соот­ветственно.

На практике для оценки способности растворителя растворять или вызывать набухание того или иного полимера обычно руко­водствуются эмпирическим правилом: подобное растворяется в подобном (неполярные полимеры растворяются в неполярных растворителях, а полярные — в полярных).

Для амфотерных полиэлектролитов степень набухания зависит от показателя рН среды. Так, белки в изоэлектрическом состоя­нии имеют минимальные значения степени гидратации, набуха­ния, растворимости. Зависимость степени набухания белка от зна­чения рН среды выражается кривой с двумя максимумами и одним минимумом, который соответствует изоэлектрической точке.

ЛИТЕРАТУРА

ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Ю. А. Ершов, В. А. Попков и др. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. Москва, «Высшая школа», 1993
2. Н.А. Тюкавкина, Ю.И. Бауков. Биоорганическая химия. Москва, Дрофа, 2005
3. Р. А. Хмельницкий. Физическая и коллоидная химия. Москва, «Высшая школа», 1988
4. А. В. Бабков и др. Практикум по общей химии с элементами количественного анализа. Москва, «Высшая школа», 1978

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. В. И. Слесарев. Химия. Основы химии живого. С-Петербург, «Химиздат», 2000.

2. К.Н. Зеленин. Химия. С-Петербург, Химиздат, 1997.

3. Н.Л. Глинка. Задачи и упражнения по общей химии. Ленинград, «Химия», 1983.

4. А. И. Болдырев. Физическая и коллоидная химия. Москва, «Высшая школа», 1983.

5. К.А. Макаров, М.З. Штейнгарт. Сополимеры в стоматологии. М.; Медицина, 1982.

6. Профилактическая стоматология. М., Медицина, 2004.

7. Егоров А.С., Иванченко Н.М., Шацкая К.П. Химия внутри нас: Введение в бионеорганическую и биоорганическую химию. – Ростов н/Д: Феникс, 2004. – 192 с.

8. А.Э.Шарпенак, С.А.Косенко «Практикум по органической химии»,
Издательство «Высшая школа» - 1965г. Опыты №74,78,79 стр.78-81.

9. А.Я.Рево, В.В.Зеленкова «Малый практикум по органической химии»,
Издательство «Высшая школа», 1980г. Стр. 62-66

10. Б.Н. Степаненко «Курс органической химии», 1979, стр. 354-364, 366-
367.

11. «Руководство к лабораторным занятиям по биоорганической химии»
под редакцией Н.А. Тюкавкиной, 1985, стр. 201-215.

12. Т.Т. Березов, Б.Ф. Коровкин «Биологическая химия», М.1982, раздел
«Химия углеводов».

пиррол фуран тиофен индол

пиразол имидазол тиазол оксазол

пиридин хинолин изохинолин

пиримидин пурин ? ?