С возрастанием концентрации желатины скорость коагуляции золей серебра или сульфида серебра уменьшается. Причем в присутствии больших количеств желатины изменение рН от 4 до 8 не оказывает заметного влияния на коагуляцию, а при малом содержании желатины изменение рН сильно сказывается на коагуляции этих золей. Защитные свойства желатины минимальны в изо-электрическом состоянии и возрастают тем больше, чем дальше рН отстоит от изоэлектрической точки. [6]
Таким образом, полученные результаты показывают, что золи серебра и меди очень сильно катализируют обе изучавшиеся реакции. Индукционный период при этом почти полностью отсутствует. Золи сульфидов серебра, меди, ртути, кадмия и свинца, а также селена и пятиокиси ванадия, являющихся полупроводниками и обладающих электронной проводимостью, также катализируют обе реакции. [8]
Представителями этой группы являются золи металлов, например золи золота и золи серебра . Имеются различные методы получения золей, которые могут быть вообще разделены на два класса: 1) методы кристаллизации или конденсации и 2) методы растворения или диспергирования. [10]
Калужских А.Г. Лекция №7 «Методы получения коллоидных растворов»
Смеси различных ионитов были использованы Басинским и сотрудниками [192, 193] для очистки галоидных золей серебра . Найдено, что качество очистки при использовании смеси I выше, чем смеси III. [11]
В развитие этих представлений были поставлены опыты по изучению влияния на фотографические свойства эмульсии золей серебра . [13]
Желатина может оказывать такое же действие, которое в действительности равносильно ее защитному действию на золи серебра и других металлов. На самом деле если бы желатина присутствовала при освещении, то природа скрытого изображения, принимаемого за агрегат из серебра и его комплексов, уже с самого начала отличалась бы от его природы в отсутствие желатины, поскольку молекула желатины может входить в состав коллоидного комплекса. [14]
Во многих случаях для стабилизации золей добавляют защитные коллоиды: желатин, гуммиарабик, глицерин, поливиниловый спирт. Чаще всего фотометрируют золи серебра , висмута и свинца или сравнивают со стандартами окраску пятен на бумаге, импрегнированной солями этих элементов после обработки ее испытуемым раствором или газовой смесью, содержащей сероводород. [15]
Источник: www.ngpedia.ru
Лабораторная работа. Получение коллоидных систем
Приборы и реактивы. 2% раствор хлорида железа, дистиллированная вода, пробирки.
Выполнение работы. Нагреть до кипения 5 мл дистиллированной воды в пробирке, добавить в кипящую воду 10-15 капель 2% раствора хлорида железа, прокипятить полученный раствор. Сравнить окраску полученного раствора с окраской раствора, приготовленного с использованием холодной воды. Каковы причины отсутствия осадка в горячем растворе?
Под действием высокой температуры реакция гидролиза смещается в сторону образования гидроксида железа. Молекулы нерастворимого в воде Fe(OH)3 образуют агрегаты коллоидных размеров. Устойчивость этим агрегатам придает хлорид железа, имеющийся в растворе, причем ионы железа адсорбируются на поверхности частиц, а ионы хлора являются противоионами.
Nasisol наносеребро с уникальным спектром действия
Определить заряд золя капиллярным методом. Для этого полоску фильтровальной бумаги опустить в коллоидный раствор на глубину 2 мм, так чтобы она не касалась стенок пробирки и наблюдать за движением частиц окрашенного золя. Если коллоидные частицы будут вместе с растворителем подниматься по фильтровальной бумаге, то золь заряжен отрицательно. Положительно заряженные частицы вместе с водой не поднимаются, а оседают на ее концах.
Опыт 2. Приготовление золя серебра методом восстановления.
Приборы и реактивы. Пробирки, 0,01н раствор нитрата серебра,
0,5% КОН, 0,5% раствора танина.
Выполнение работы. В пробирку налить 2-3 мл 0,01н раствора нитрат серебра и добавить 1-2 капли 0,5% раствора гидроксида калия и 1-2 капли 0,5% раствора танина. Образуется прозрачный, слегка опалесцирующий красновато-коричневый золь серебра, интенсивность окраски которого усиливается при нагревании.
Образующийся KАgO является стабилизатором мицеллы, ионы АgO играют роль потенциалоопределяющих ионов, а ионы К + служат противоионами.
Опыт 3. Получение гидрозолей серы и канифоли.
Приборы и реактивы. 2% раствор канифоли в этиловом спирте, насыщенный раствор серы в этиловом спирте, дистиллированная вода, мерные цилиндры, плоскодонные колбы.
Выполнение работы. Сера или канифоль растворяется в спирте, образуя истинный раствор, в воде они нерастворимы. Насыщенный раствор серы влить по каплям в дистиллированную воду при взбалтывании. Образуется молочно–белый опалесцирующий золь. 0,5–1мл 2% спиртового раствора канифоли по каплям добавить к 10 мл дистиллированной воды.
Образуется молочно–белый устойчивый золь.
Опыт 4. Получение золя Fe(OH)3 посредством гидролиза
Реакция получения гидроксида железа идет по схеме
Поверхностные молекулы агрегата Fe(OH)3 вступают в химическое взаимодействие с HCl:
Молекулы FeOCl , подвергаясь диссоциации, образуют ионы ↔ FeO + + Cl – .
Из растворов на поверхности коллоидных частиц адсорбируются ионы, близкие по своей природе к составу ядра, схематически можно изобразить строение частиц золя гидроксида железа (III) следующим образом:
Выполнение работы. Нагреть 10 мл воды до кипения. Затем в кипящую воду по каплям добавить 0,5–1мл 2% FeCl3. Образуется коллоидный раствор гидроксида железа (III) интенсивно–коричневого цвета.
Опыт 5. Получение золя иодида серебра (реакция двойного обмена)
В три пробирки (стаканчики) внести по 10 мл 0,05М раствора йодистого калия, прибавляют из бюретки медленно при сильном взбалтывании в первую 1,6 мл, во вторую 1,8мл в третью 2,0мл 0,05М раствора азотнокислого серебра. Получается зеленовато-желтый опалесцирующий золь йодистого серебра.
В результате реакции образуется нерастворимое в воде йодистое серебро. Молекулы йодистого серебра объединяются в агрегаты коллоидной степени дисперсности.
При избытке KI формула мицеллы имеет вид:.
Повторить опыт, но вначале отмерить в колбу по 10мл AgNO3 а затем добавлять 1,6; 1,8; 2 мл соответственно из бюретки KI
Капиллярным методом определить заряд всех полученных золей. Для этого полоску фильтровальной бумаги опустить в коллоидный раствор на глубину 2 мм, так чтобы она не касалась стенок пробирки и наблюдать за движением частиц окрашенного золя. Если коллоидные частицы будут вместе с растворителем подниматься по фильтровальной бумаге, то золь заряжен отрицательно. Положительно заряженные частицы вместе с водой не поднимаются, а оседают на ее концах.
Опыт 6. Получение золя берлинской лазури.
Приборы и реактивы. 0,1% гексацианоферрат калия (K4[Fe(CN)6]), 2% раствор хлорида железа, 2% раствор щавелевой кислоты, фильтры.
Выполнение работы. В пробирку налить 3-4 мл 0,1% раствора гексацианоферрата калия, и прибавить 1-2 капли 2% раствора хлорида железа. Образуется золь берлинской лазури синего цвета.
Нерастворимые в воде молекулы берлинской лазури объединяются в агрегаты коллоидных размеров, образуя золь берлинской лазури.
Осадок перенести на фильтр и несколько раз промыть дистиллированной водой, затем перенести в стакан с дистиллированной водой и добавить 2-3 мл 2% раствора щавелевой кислоты и перемешать стеклянной палочкой. При добавлении кислоты образуется гидрозоль берлинской лазури, окрашенный в синий цвет.
Опыт 7. Получение золя Cu2 [Fe(CN)6 ].
Выполнение работы. В пробирку налить 3-4 мл 0,1% раствора гексацианоферрата калия и прибавить 1-2 капли 1% раствора сульфата меди. Получается прозрачный коллоидный раствор коричневато-красного цвета:
Определение знака заряда коллоидных частиц методом капиллярного анализа.
На полоску фильтровальной бумаги нанести по одной капле интенсивно окрашенных золей берлинской лазури, гидроксида железа диоксида марганца и красителей (метиленовой сини, эозина, флюоресцина). Сравнить характер образующихся на бумаге пятен и определить знак заряда окрашенных частиц.
Этот опыт можно провести иначе: в маленькие стаканчики налить коллоидные растворы в них опустить полоски фильтровальной бумаги. Через час измерить подъем раствора по бумаге и определить, как заряжены частицы.
Опыт 8. Получение гидрофильных золей и их свойства.
Выполнение работы. Золь крахмала. 0,5г крахмала растереть в ступке, перенести в фарфоровую чашку и перемешать с 10 мл воды. Затем добавить еще 90мл воды. Затем при постоянном помешивании довести смесь до кипения.
Образуется 0,5% опалесцирующий золь крахмала.
Золь желатина. 0,5г желатина внести в стакан (200мл), залить 50 мл воды для набухания (6–8час). После набухания добавить еще 50 мл воды и нагреть на водяной бане до растворения.
Золь казеина. В мерную колбу на 50 мл налить 5мл 0,1М раствора ацетата натрия, 10 мл воды , 0,2г казеина. Нагреть до 40–50 , все время взбалтывая, довести до растворения. Охладить раствор и довести дистиллированной водой до метки. Образовался раствор коллоидного казеина.
В три пробирки налить по 5 мл полученных растворов золей и нагреть их до кипения. Отметить, какой из золей является устойчивым к нагреванию.
В одну пробирку налить 5 мл золя берлинской лазури, полученного в предыдущей работе. В три другие по 5 мл полученных гидрофильных золей: крахмала, желатина, казеина. В каждую из пробирок по каплям из бюретки добавить насыщенного раствора сульфата аммония до коагуляции коллоидного раствора, отмечая количество электролита, необходимое для коагуляции каждого раствора.
Определить порог коагуляции Величину порога коагуляции вычисляют по уравнению.
Cп – порог коагуляции
Nэл – концентрация электролита
Vэл -объем израсходованного электролита
Vзоля объем взятого для коагуляции золя .
Источник: studfile.net
В качестве примера можно привести синтез иодида серебра из разбавленных растворов иодида калия и нитрата серебра:
Объяснить получение устойчивого золя Agl в присутствии избытка AgN03 или KI можно тем, что эти электролиты являются стабилизаторами частиц иодида серебра, образуя на них двойной электрический слой. Строение двойного электрического слоя на границе раздела Т/Ж выражают формульной записью строения мицеллы:
или
в зависимости от избытка того или иного иона.
? ? Строение мицеллы лиофобиого золя будет подробно разобрано в параграфе 2.5.
Метод синтеза с помощью реакций обмена может быть использован и для получения золей в неводных дисперсионных средах. Например, золь иодида серебра в ацетоне можно получить, смешивая растворы нитрата серебра и иодида калия в ацетоне.
Получение золя реакцией восстановления рассмотрим на примере образования золя при восстановлении аурата калия формальдегидом. Исходным веществом в этом случае служит золотохлористоводородная кислота Н[АиС14] • 4Н20, из которой при взаимодействии с карбонатом калия в водном растворе образуется аурат калия:
К полученному раствору по каплям при нагревании добавляют формальдегид, образуется красный золь золота:
Стабилизатором золя золота служит аурат-ион. Строение мицеллы этого золя можно представить следующей формулой:
Золь золота был одним из первых классических объектов коллоидной химии.
В лондонском музее Королевского института и сегодня можно увидеть коллоидные растворы золота, полученные самим Фарадеем более полутора веков назад (рис. 2.8).
Рис. 2.8. Коллоидный раствор золота.
Экспонат музея Фарадея в Королевском институте 1
Для получения коллоидных растворов металлов в современной нанохимии используют метод фотохимического восстановления комплексных соединений этих металлов.
Источник: studme.org