Тема 16. Одержання, очистка та властивості колоїдних розчинів


Скачати 68.06 Kb.
НазваТема 16. Одержання, очистка та властивості колоїдних розчинів
Дата09.04.2013
Розмір68.06 Kb.
ТипДокументи
bibl.com.ua > Біологія > Документи
Тема 16. Одержання, очистка та властивості колоїдних розчинів


1.Актуальність теми

Окрема клітина живого організму є гетерогенною колоїдною системою. Кров, протоплазма, м’язові й нервові клітини, біологічні мембрани, волокна, гени, віруси ̶ це колоїдні утворення. Колоїдно-хімічні процеси лежать у основі харчування, росту та розвитку рослинних і тваринних організмів, а також людини.

Вивчення властивостей колоїдних систем і методів їх одержання дозволяє розуміти складні процеси життєдіяльності організмів та розробляти моделі клітин, живих мембран, нервових волокон, транспортування кисню тощо.

Вивчення методів очистки колоїдних розчинів сприяло впровадженню в медичну практику таких методів діагностики та лікування, як електрофорез, компенсаційний діаліз та вівідіаліз, апарат “штучна нирка”.

Дуже актуальною є проблема охорони довкілля. Очищення та регенерація стічних промислових і побутових вод, вловлювання забруднювачів атмосфери, руйнування димів ̶ усі ці процеси ґрунтуються на законах фізичної та колоїдної хімії.

2. Конкретні цілі

Аналізувати принципи методів одержання та очищення високодисперсних систем.

Пояснювати фізико-хімічні основи гемодіалізу.

3. Базові знання, вміння, навички, необхідні для вивчення теми

Мати уявлення про розчини.

Знати відмінності гомогенних і гетерогенних систем.

Знати основні типи хімічних реакцій.

Реакції обміну та гідролізу.

Знати суть вибіркової адсорбції.

4.Завдання для самостійної роботи під час підготовки до заняття
4.1. Теоретичні питання до заняття:
1. Дисперсні системи та їх класифікація.

2.Способи одержання та очищення колоїдних розчинів. Діаліз, електродіаліз, ультрафільтрація. “Штучна нирка”.

3. Молекулярно-кінетичні властивості колоїдних систем (броунівський рух, дифузія, осмотичний тиск).

4. Оптичні властивості колоїдних систем. Ультрамікроскопія.

5. Будова колоїдних частинок.

6. Електрокінетичний потенціал колоїдних частинок. Електрофорез, його використання в медицині та медико-біологічних дослідженнях. Рівняння Гельмгольца-Смолуховського.
4.2. Практична робота (завдання), що виконується студентами на занятті
1. Одержання золю сірки методом заміни розчинника

Налити в пробірку 10 мл дистильованої води й додати 1 мл розчину сірки в етиловому спирті, одержаний тривалим настоюванням. Сірка розчиняється в спирті, утворюючи істинний розчин, і не розчиняється в воді, утворюючи колоїдну систему.

2. Одержання золю Ферум (III) гідроксиду методом гідролізу

Налити в конічну колбу 50 мл дистильованої води й довести її до кипіння. Відібрати мірною пробіркою 5 мл розчину FeCl3 (ω = 5%) і поступово влити цей розчин у дистильовану воду, що кипить.

За умови високої температури відбувається повний гідроліз Ферум (ІІІ) хлориду з утворенням Ферум (ІІІ) гідроксиду:

FeCl3 + 3H2O = Fe(OH)3  + 3HCl.

Продукти гідролізу частково реагують між собою:

Fe(OH)3  + HCl = FeOCl + 2H2O.

Оксоферум хлорид (FeOCl), що утворився, стає стабілізатором колоїдних частинок.

Формула міцели золю Fe(OH)3 має такий вигляд:

{m[Fe(OH)3] · n FeO+ · (nx) Cl} x+ · x Cl.

Утворюється прозорий золь червоно-коричневого кольору.
3. Одержання золю берлінської лазурі за реакцією подвійного обміну

Налити в пробірку 10 мл розчину жовтої кров’яної солі К4Fe(CN)6 (ω = 0,1%) і додати 1– 2 краплі розчину Ферум (ІІІ) хлориду (ω = 2%). Утворюється блакитний прозорий колоїдний розчин берлінської лазурі Fe4Fe(CN)63.

Написати рівняння реакції взаємодії жовтої кров’яної солі з Ферум (ІІІ) хлоридом. Написати й обґрунтувати формулу міцели добутого золю, враховуючи, що гранула має від’ємний заряд.

4. Одержання золю Ферум (ІІІ) гідроксиду методом пептизації

Відміряти у колбу 50 мл дистильованої води й додати 2 мл розчину FeCl3 (ω = 5%). Потім поступово додавати розчин аміаку (ω = 5%) до одержання стійкого аміачного запаху. Внаслідок реакції утворюється бурий осад Fe(OH)3.

Після відстоювання осаду верхній шар рідини обережно злити, намагаючись не скаламутити розчин (декантація). До осаду додати приблизно 30 мл дистильованої води, збовтати, дати відстоятися й знову злити розчин над осадом. Таке промивання осаду (декантацію) проробити тричі.

Взяти дві невеликі порції промитого осаду (об’ємом приблизно 1мл) і помістити в дві пробірки. У першу пробірку додати 10 мл води, а в другу – 3 мл води та 2 мл розчину FeCl3 (ω = 5%).

Написати рівняння реакції одержання осаду Ферум гідроксиду. Скласти формулу міцели золю, що утворився внаслідок пептизації в другій пробірці.
Матеріали для самоконтролю
1. Вибрати правильне визначення колоїдних розчинів:

а) дисперсні системи з різним дисперсійним середовищем;

б) дисперсні системи з діаметром частинок дисперсної фази 10-9 ̶ 10-7 м;

в) дисперсні системи з твердою дисперсною фазою;

г) дисперсні системи, що за розміром частинок дисперсної фази належать до

гомогенних систем.
2. Вказати, які йони адсорбуються на поверхні агрегату при утворенні міцели:

а) йони, що мають заряд, протилежний заряду агрегату;

б) йони, концентрація яких у даному розчині максимальна;

в) йони, які не входять до складу агрегату;

г) йони, які здатні добудовувати кристалічну ґратку агрегату.
3. Обґрунтувати формулу міцели золю, який утворюється при змішуванні 15,0 мл розчину з молярною концентрацією КСl 0,025 моль/л та 85,0 мл розчину з молярною концентрацією АgNO3 0,005 моль/л.
4. Пояснити, які процеси лежать у основі пептизації:

а) в основі пептизації лежить гідроліз пептидних зв’язків під дією дисперсійного середовища;

б) в основі пептизації лежить хімічне розчинення осаду внаслідок реакції з електролітом, який додається;

в) в основі пептизації лежить утворення колоїдної частинки внаслідок адсорбції йонів електроліту на частинках осаду;

г) в основі пептизації лежить промивання осаду розчинником.
5. Вказати, який метод найбільш доцільно застосувати для очищення колоїдного розчину від домішок електролітів:

а) фільтрація; б) діаліз; в) електродіаліз; г) вівідіаліз.
6. Вказати, на якому методі очистки колоїдних розчинів ґрунтується робота апарату “штучна нирка” :

а) ультрафільтрація; б) діаліз; в) електродіаліз;

г) компенсаційний діаліз.

Правильні відповіді

1. Правильна відповідь б).

Згідно з класифікацією дисперсних систем, колоїдні розчини – це високодисперсні системи з розміром частинок дисперсної фази від 10-9 ̶ 10-7 м.
2. Правильна відповідь г).

На поверхні агрегату міцели адсорбуються йони, які за правилами вибіркової адсорбції Панета-Фаянса здатні добудовувати кристалічну ґратку агрегату. Це – йони, які є в складі агрегату, або йони, ізоморфні тим, що утворюють кристалічну ґратку, або йони, які містять ті ж самі елементи, що утворюють ґратку агрегату. Такі йони називаються потенціалвизначальними, вони обумовлюють знак заряду гранули колоїдної частинки.
3. Спочатку визначимо, яка з речовин, що реагують, буде в надлишку.

AgNO3 + KCl = AgCl + KNO3.

Кількість речовини KCl ν = СV = 0,025 моль/л · 0,015 л = 0,000375 моль = 0,375 ммоль.

Кількість речовини AgNO3 ν = СV = 0,005 моль/л · 0,085 л = 0,000425 моль = 0,425 ммоль.

Отже, у надлишку буде AgNO3 . Це означає, що на поверхні агрегату адсорбуватимуться катіони Ag+, які обумовлюють позитивний заряд гранули. Протиіонами будуть нітрат-іони. В цілому міцела електронейтральна.

Формула міцели матиме такий вигляд:
{m[AgCl] · n Ag+ · (nx) NO3 }x+ · x NO3

Агрегат Адсорбційний шар Дифузний шар

Ядро

Гранула

Міцела

4. Правильні відповіді в) і г).

Пептизація – це процес переходу свіжоутвореного осаду в колоїдний стан. Таке явище може відбуватися при додаванні до осаду електроліту, що містить йони, здатні адсорбуватися на частинках осаду за правилами вибіркової адсорбції (адсорбційна пептизація).

Пептизація можлива також у певних випадках при промиванні осаду розчинником, якщо осад містив значну концентрацію одного з вихідних реагентів, бо не був ретельно відмитий.
5. Правильна відповідь в).

Оскільки домішки є електролітами, краще застосувати електродіаліз.
6. Правильна відповідь г).

Апарат “штучна нирка” працює за принципом компенсаційного вівідіалізу (прижиттєвого). Кров хворого проходить по трубках з напівпроникними стінками, які омиваються фізіологічним розчином, що містить життєво необхідні речовини, які повинні залишатися в крові.

Схожі:

Нестандартний урок у 10 класі з теми «Загальні властивості металів» Цілі
Цілі: узагальнити, поглибити й закріпити основні теоретичні знання теми будова, тип зв'язку, фізико-хімічні властивості, способи...
19. Концентрація розчинів. Методи вираження концентрації розчинів
Концентрацією розчину називають фізичну величину, що показує яка кількість речовини або яка маса речовини міститься в одиниці об'єму...
Тема програми
«Основи пожежної безпеки», тема уроку «Причини виникнення пожеж. Пожежонебезпечні властивості властивості речовин. Організаційні...
Створення, відправлення та одержання електронного повідомлення. Мета
Тема уроку: Електронна пошта в глобальній мережі, принцип функціонування. Поштові стандарти. Електронна адреса. Створення, відправлення...
УРОК №1 Тема. Початкові поняття геометрії. Властивості точок і пря­мих
Узагальнивши практичні знання і вміння учнів, сфор­мулювати властивості приналежності точок і прямих та властивості взаємного розміщення...
Хімічне кафе «Кислоти»
Цілі: узагальнити й поглибити знання учнів про склад, фізичні, хімічні властивості, застосування та одержання кислот; формувати вміння...
УРОК №15 Тема. Узагальнення вивченого матеріалу з теми «Основні гео­метричні...
Про означення, властивості суміжних та вертикальних кутів; а також про означення, ознаки та властивості паралельних прямих; повторити...
Уроку з трудового навчання Тема: Остаточна обробка виробу
Морилками називають цілу лінійку розчинів для забарвлення|фарбування| дерева. Випускається морилка також і у вигляді порошку, який...
Тема : Урок казка. Вертикальні кути та їх властивості
Мета : Закріпити поняття вертикальних та суміжних кутів,вчити правильно формулювати та доводити властивості суміжних та вертикальних...
ТЕМА: Одержання звітності в програмі. Стандартні звіти
МЕТА: навчитися вводити інформацію про господарські операції за допомогою документів
Додайте кнопку на своєму сайті:
Портал навчання


При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання © 2013
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua
Головна сторінка