Государственное автономное профессиональное
образовательное учреждение Пензенской области
«Пензенский многопрофильный колледж»
Отделение строительства .
Методические разработка по теме:
«Дисперсные системы».
Выполнила преподаватель: Пивкина Н.В.
ТЕМА: «ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ».
ЦЕЛЬ : дать понятие о дисперсных системах, их классификация. Раскрыть значение коллоидных систем в жизни природы и общества.
Образовательные : изучить дисперсные системы, их классификацию, рассмотреть на конкретных примерах суспензии, эмульсии, коллоидные растворы, рассмотреть значение дисперсных систем для природы и человека.
Развивающие : продолжить развивать умение наблюдать, анализировать, делать выводы; продолжить формирование умений и навыков самостоятельной работы с лабораторным оборудованием,
Воспитательная: формировать ответственное отношение к выполнению полученного задания.
Тип урока: урок – изучения нового материала.
Методы обучения: словесный, наглядный, практический.
Средства обучения: компьютер, проектор, химический эксперимент,
презентация.
Оборудование и реактивы : химические стаканы, мел, глина, вода, масло
подсолнечное, молоко, Na 2 SiО 3 , крахмальный клейстер, освежитель воздуха, шампунь,
зубная паста.
План урока:
1.Организационная часть
2.Актуализация знаний.
3.Изучение нового материала
Понятие о дисперсных системах
Классификация дисперсных систем
Грубодисперсные системы (эмульсии, суспензии, аэрозоли)
Коллоидные растворы (золи, гели, пасты)
Значение коллоидных систем в жизни природы и общества
4.Лабораторная работа.
5.Обобщение и выводы.
6. Итоги урока. Домашнее задание
Ход урока.
Состояние чистого вещества описывается очень просто – твердое, жидкое, газообразное.
Но ведь абсолютно чистых веществ в природе не существует. Даже незначительное количество примесей может существенно влиять на свойство веществ: температуру кипения, электро- и теплопроводимость, реакционную способность и т.д. Следовательно, в природе и практической жизни человека встречаются не отдельные вещества, а их системы. Важнейшими из них являются дисперсные системы.
Запишем тему урока: «Дисперсные системы».
Что же собой представляет дисперсная система?
Слайд №2 (дисперсные системы)
Д.С. – гетерогенные системы, в которых одно вещество равномерно распределено в виде частиц внутри другого вещества.
То вещество, которое присутствует в большем количестве, называют дисперсной средой, а то которого меньше – дисперсной фазой.
Дисперсная фаза Дисперсная среда
(мелко раздробленное вещество) (однороднове вещество, в котором
Распределена дисп. фаза)
Дисперсная среда и фаза могут находиться в разных агрегатных состояниях – твердом, жидком, газообразном.
Классификация. Слайд № 3,4 (классификация)
По величине частиц дисперсной фазы ситемы делят:
А) грубодисперсные (взвеси) – размер частиц фазы больше 100 нм.
Они мутные, легко разделяются. Частицы фазы задерживаются
обычными фильтрами.
Б) тонкодисперсные (коллоидные растворы) – размер частиц от 1-100 нм.
Они прозрачные, полупрозрачные или непрозрачные, разделяются с трудом. Частицы фазы задерживаются только ультрофильтрами.
В) истинные растворы – размер частиц менее 1 нм. Не задерживаются никакими фильтрами.
Грубодисперсные Истинные растворы
(взвеси)
(эмульсии, суспензии
аэрозоли) Тонкодисперсные
(коллоидные растворы)
(золи, гели, пасты)
Слайд № 5,6,7,8 (классификация по агрегатному состоянию)
1. ДС в зависимости от сочетания агрегатного состояния ДФ и ДС можно подразделить на 9 видов:
| Дисперсионная среда | Дисперсионная фаза |
||
| жидкость | Твердое вещество |
||
| Воздух, природный газ | Туман, попутный нефтяной газ | Дым, пыль, смог |
|
| Жидкость | Газировка, пена, медицинские спреи. | Плазма крови, пищеварительный сок, | Строительные растворы. краски, клеи |
| Твердое вещество | Снежный наст, порошки, пористое тело | Мед, косметические средства, влажная почва, зубная паста. | Минералы, сплавы, цветное стекло, горные породы |
Слайд № 9 (Грубодисперсные системы)
Эмульсии.
Среда и фаза – нерастворимые друг в друге жидкости.
Примеры: молоко, водоэмульсионные краски, бензин в воде, нефть.
Суспензии.
Среда – жидкость, фаза – нерастворимое твердое вещество.
Примеры: Строительные растворы, речной ил, глина в воде.
Аэрозоли.
Среда – воздух или газ, фаза – жидкое или твердое вещество.
Примеры: дым, туман, смог, пылевые и песчаные бури, освежители воздуха.
Слайд № 10 (коллоидные растворы).
Золи.
Среда – жидкость, фаза – твердое вещество.
Примеры: кровь, лимфа, цитоплазма, конторский клей, лаки, масляные краски, эмали, шампунь, ласьоны, духи, крахмальный клейстер.
При длительном хранении или при тепловой обработке, частицы дисперсной фазы могут укрупняться и выпадать в осадок. Это называют коагуляцией. При этом образуются суспензии или более плотные системы – студни или гели.
Гели. Примеры: желе, мармелад, тела медуз, зефир, птичье молоко, сыр, заливное, гель для душу или для бритья, медицинские гели.
При длительном хранении происходит процесс отделения жидкой фазы Это называют синерезисом.
Слайд № 11 (эффект Тиндаля)
Эффект Тиндаля - рассеяние света при прохождении светового пучка через оптически неоднородную среду. Обычно наблюдается в виде светящегося конуса (конус Тиндаля), видимого на тёмном фоне. Характерен для растворов коллоидных систем (например, золей металлов, разбавленных латексов , табачного дыма), в которых частицы и окружающая их среда различаются по преломления показателю . На этом основан ряд оптических методов определения размеров, формы и концентрации коллоидных частиц и макромолекул. Назван по имени открывшего его Дж. Тиндаля .
Слайд № 12 (роль дисперсных систем)
Значение:
Глобальная роль коллоидов заключается в том, что они являются основными компонентами таких биологических образований как живые организмы. Все вещества организма человека представляют собой коллоидные системы.
Коллоиды поступают в организм в виде пищевых веществ и в процессе пищеварения превращаются в специфические, характерные для данного организма коллоиды. Из коллоидов, богатых белками, состоят кожа, мышцы, ногти, волосы, кровеносные сосуды и т.д. Можно сказать, что весь организм человека - это сложная коллоидная система.
Лабораторная работа.
Цель: научиться определять дисперсные системы.
Оборудование: штатив для пробирок, пробирки, пробиркодержатель, спички, спиртовка.
Реактивы: мел, постное масло, крахмал, вода.
Ход работы.
Добавьте воду в пробирки с мелом, маслом и крахмалом.
Встряхните пробирки.
Крахмал с водой нагрейте. (Что образуется?)
Опишите примеры дисперсных систем, определите дисперсную среду и дисперсную фазу, вид классификации и название дисперсной системы.
Результаты оформите в виде таблицы:
| Примеры дисперсных систем | Способность осаждаться или разделяться | Дисперсная среда | Дисперсная фаза | Классификация дисперсной | Название |
|
Техника безопасности.
При выполнении лабораторной работы учащиеся должны соблюдать общие правила техники безопасности, следить, чтобы вещества не попадали на кожу лица и рук. При попадании нужно немедленно смыть их большим количеством воды.
Никакие вещества нельзя пробовать на вкус. Нюхать вещества можно, лишь осторожно направляя к себе их пары легким движением руки, а не наклоняться к сосуду и не вдыхать полной грудью.
Запрещается самостоятельно проводить любые опыты, не предусмотренные в данной работе.
4. При проведении нагревания, необходимо строго соблюдать приемы работы со спиртовкой и правила безопасного нагревания. Сначала прогрейте всю пробирку и только потом - ту ее часть, где находится вещество. Отверстие пробирки должно быть направлено в сторону от работающего и от других.
Гасить спиртовку можно только накрыв ее колпачком сверху.
Зажигать спиртовку от другой спиртовки;
Дуть на горящую спиртовку.
Оставлять без присмотра горящую спиртовку.
Обобщение и выводы.
Итак, на данном уроке мы с вами изучили более углубленно классификацию дисперсных систем, важность их в природе и жизни человека.
Однако следует отметить, что резкой границы между видами дисперсных систем нет. Классификацию следует считать относительной.
Например: Хлорид железа (III) – это раствор, но при нагревании образует коллоидный раствор.
Домашнее задание: пар. 15, стр. 66-69.
Лабораторная работа №1
Ознакомление со свойствами смесей и дисперсных систем
Цель: получить дисперсные системы и исследовать их свойства
Оборудование: пробирки, штатив*
Реактивы: дистиллированная вода, раствор желатина, кусочки мела, раствор серы
Методические указания:
1. Приготовление суспензии карбоната кальция в воде.
Налить в 2 пробирки по 5мл дистиллированной воды.
В пробирку №1 добавить 1мл 0,5%-ного раствора желатина.
Затем в обе пробирки внести небольшое количество мела и сильно взболтать.
Поставить обе пробирки в штатив и наблюдать расслаивание суспензии.
Ответьте на вопросы:
Одинаково ли время расслаивания в обеих пробирках? Какую роль играет желатин? Что является в данной суспензии дисперсной фазой и дисперсионной средой?
2. Исследование свойств дисперсных систем
К 2-3мл дистиллированной воды добавьте по каплям 0,5-1мл насыщенного раствора серы. Получается опалесцирующий коллоидный раствор серы. Какую окраску имеет гидрозоль?
3. Напишите отчет:
В ходе работы отобразите проведенные опыты и их результат в виде таблицы:
Цель | Схема опыта | Результат |
|
Приготовить суспензию карбоната кальция в воде | |||
Исследовать свойства дисперсных систем |
Сделайте и запишите вывод о проделанной работе.
Практическая работа №2
Приготовление раствора заданной концентрации
Цель: приготовить растворы солей определенной концентрации.
Оборудование: стакан, пипетка, весы, стеклянная лопаточка, мерный цилиндр
Реактивы: сахар, поваренная соль, пищевая сода, холодная кипяченая вода
Методические указания:
Приготовьте раствор вещества с указанной массовой долей вещества (данные указаны в таблице для десяти вариантов).
Произведите расчеты: определите, какую массу вещества и воды потребуется взять для приготовления раствора, указанного для вашего варианта.
|
варианта | наименование | массовая доля вещества | масса раствора |
поваренная соль | |||
пищевая сода | |||
поваренная соль | |||
пищевая сода | |||
поваренная соль | |||
пищевая сода | |||
1. Отвесьте соль и поместите ее в стакан.
2. Отмерьте измерительным цилиндром необходимый объем воды и вылейте в колбу с навеской соли.
Внимание! При отмеривании жидкости глаз наблюдателя должен находиться в одной плоскости с уровнем жидкости. Уровень жидкости прозрачных растворов устанавливают по нижнему мениску.
3. Напишите отчет о работе:
-укажите номер практической работы , ее название, цель, используемое оборудование и реактивы;
Оформите расчеты в виде задачи;
Схемой отобразите приготовление раствора;
Сделайте и запишите вывод.
Лабораторная работа №2
Свойства неорганических кислот
Цель: изучить свойства неорганических кислот на примере соляной кислоты
Оборудование: пробирки, шпатель, пипетка, пробиркодержатель, спиртовка*
Реактивы: раствор соляной кислоты, лакмус, фенолфталеин, метилоранж; гранулы цинка и меди, оксид меди, раствор нитрата серебра.
Методические указания:
1. Испытание растворов кислот индикаторами:
В три пробирки налейте раствор соляной кислоты и поставьте их в штатив.
В каждую из пробирок добавьте несколько капель каждого индикатора: 1- метилоранж, 2- лакмус, 3- фенолфталеин. Зафиксируйте результат.
Индикатор | |||
нейтральная | щелочная |
||
Фенолфталеин | бесцветный | бесцветный | |
метилоранж | оранжевый |
2. Взаимодействие кислот с металлами:
Возьмите две пробирки и поместите в 1 – гранулу цинка, во 2 – гранулу меди.
3. Взаимодействие с оксидами металлов:
Поместите в пробирку порошок оксида меди (II), прилейте раствора соляной кислоты. Нагрейте пробирку и зафиксируйте результат и объясните.
4. Взаимодействие с солями:
В пробирку налейте раствор нитрата серебра и добавьте раствор соляной кислоты. Результат зафиксируйте и объясните.
5. Напишите отчет о работе:
Укажите номер лабораторной работы, ее название, цель, используемое оборудование и реактивы;
Заполните таблицу
Наименование опыта | Схема проведения опыта | Наблюдения | Объяснение наблюдений | Химическое уравнение реакции |
|
*(при наличии технической возможности) компьютер, OMS модуль
Лабораторная работа №3
«Факторы, влияющие на скорость химической реакции»
Цель: выявить зависимость скорости химической реакции от различных факторов.
Оборудование: пробирки, стаканы, шпатель, электроплитки, колбы, мерный цилиндр, штатив, газоотводные трубки, весы, воронка, фильтровальная бумага, стеклянная палочка*
Реактивы: гранулы цинка, магния железа, кусочки мрамора, соляная и уксусная кислота; цинковая пыль; пероксид водорода , оксид марганца (II).
Методические указания:
1. Зависимость скорости химической реакции от природы веществ.
Налейте в три пробирки раствор соляной кислоты. В первую пробирку положите гранулу магния, во вторую – гранулу цинка, в третью – гранулу железа.
Возьмите 2 пробирки: в 1 – налейте соляной кислоты, во 2 – уксусной кислоты. В каждую пробирку положите по одинаковому кусочку мрамора. Зафиксируйте наблюдения, определите какая реакция идет с большей скоростью и почему.
2. Зависимость скорости химической реакции температуры.
В два химических стакана налейте одинаковое количество соляной кислоты и накройте их стеклянной пластинкой. Поставьте оба стакана на электроплитку: для первого стакана установите температуру - 20˚С, для второго - 40˚С. На каждую стеклянную пластинку положите по грануле цинка. Приведите приборы в действие, одновременным сбрасыванием гранул цинка с пластинок. Зафиксируйте наблюдений и объясните.
3. Зависимость скорости химической реакции от площади соприкосновения реагентов.
Соберите две одинаковых установки:
В колбы налейте по 3 мл соляной кислоты одинаковой концентрации, установите их горизонтально на штативе, шпателем в первую колбу (в ее горлышко) поместите порошок цинка, во вторую – гранулу цинка. Закройте колбы газоотводными т рубками. Одновременно приведите приборы в действие повернув их в вертикальную плоскость на 90 градусов против часовой стрелки.
4. Зависимость скорости химической реакции от катализатора.
В два химических стакана налейте одинаковое количество 3% пероксида водорода. Взвесьте один шпатель катализатора – оксида марганца (II). В первый стакан добавьте взвешенный катализатор. Что наблюдаете, оцените скорость разложения пероксида водорода с катализатором и без него.
5. Напишите отчет:
Проведенные опыты, их результаты и объяснения зафиксируйте в виде таблицы
Наименование опыта | Схема проведения опыта | Наблюдения | Объяснение наблюдений | Химическое уравнение реакции |
|
Сформулируйте и запишите вывод о влияние каждого фактора на скорость химической реакции
*(при наличии технической возможности) компьютер, OMS модуль
Практическая работа №3
Решение экспериментальных задач по теме: «Металлы и неметаллы»
Цель: научиться распознавать предложенные вам вещества, используя знания об их химических свойствах.
Оборудование: штатив с пробирками
Реактивы: растворы нитрата натрия, сульфата натрия, хлорида натрия, фосфата натрия, нитрата бария, нитрата кальция, нитрата серебра и нитрата меди
Методические указания:
1. Распознавание неметаллов:
В четырех пробирках находятся растворы: 1 - нитрата натрия, 2 - сульфата натрия, 3 – хлорид натрия, 4 – фосфат натрия, определите в какой из пробирок находится каждое из указанных веществ (для определения аниона следует подобрать такой катион, с которым анион даст осадок).
1 - нитрата натрия | 2 - сульфата натрия | 3 – хлорид натрия | 4 – фосфат натрия |
|
Вещество (идентификатор) | ||||
Наблюдения | ||||
Химическая реакция |
2. Распознавание металлов:
В четырех пробирках находятся растворы: 1 – нитрата бария, 2 – нитрата кальция, 3 - нитрата серебра, 4 – нитрат меди, определите в какой из пробирок находится каждое из указанных веществ (для определения катиона металла следует подобрать такой анион, с которым катион даст осадок).
Результаты проведенных опытов зафиксируйте в отчетной таблице:
1 - нитрата бария | 2 – нитрат кальция | 3 – нитрат серебра | 4 – нитрат меди |
|
Вещество (идентификатор) | ||||
Наблюдения | ||||
Химическая реакция |
Укажите номер практической работы, ее название, цель, используемое оборудование и реактивы;
Заполните отчетные таблицы
Напишите вывод о способах идентификации металлов и неметаллов.
Лабораторная работа №4
«Изготовление моделей молекул органических веществ»
Цель: построить шаростержневые и масштабные модели молекул первых гомологов предельных углеводородов и их галогенопроизводных.
Оборудование: набор шаростержневых моделей.
Методические указания.
Для построения моделей используйте детали готовых наборов или пластилин с палочками. Шарики, имитирующие атомы углерода, готовят обычно из пластилина темной окраски, шарики, имитирующие атомы водорода, - из светлой окраски, атомы хлора – из зеленого или синего цвета. Для соединения шариков используют палочки.
Ход работы:
1. Соберите шаростержневую модель молекулы метана. На «углеродном» атоме наметьте четыре равноудаленные друг от друга точки и вставьте в них палочки, к которым присоединены «водородные» шарики. Поставьте эту модель (у нее должны быть три точки опоры). Теперь соберите масштабную модель молекулы метана. Шарики «водорода» как бы сплющены и вдавлены в углеродный атом.
Сравните шаростержневую и масштабную модели между собой. Какая модель более реально передает строение молекулы метана? Дайте пояснения.
2. Соберите шаростержневую и масштабную модели молекулы этана. Изобразите эти модели на бумаги в тетради.
3. Соберите шаростержневые модели бутана и изобутана. Покажите на модели молекулы бутана, какие пространственные формы может принимать молекула, если происходит вращение атомов вокруг сигма связи. Изобразите на бумаге несколько пространственных форм молекулы бутана.
4. Соберите шаростержневые модели изомеров C5H12 . изобразите на бумаге.
5. Соберите шаростержневую модель молекулы дихлорметана CH2Cl2
Могут ли быть изомеры у этого вещества? Попытайтесь менять местами атомы водорода и хлора. К какому выводу вы приходите?
6. Напишите отчет:
Укажите номер лабораторной работы, ее название, цель, используемое оборудование;
Зафиксируйте выполненные задания в виде рисунка и ответов на вопросы к каждому заданию
Сформулируйте и запишите вывод.
Практическая работа №4
Решение экспериментальных задач по теме: «Углеводороды»
Цель: научиться распознавать предложенные вам углеводороды, используя знания об их химических свойствах.
Методические указания:
Проанализируйте, как можно распознать пропан, этилен, ацетилен, бутадиен и бензол, исходя из знаний об их химических и физических свойствах
Результаты анализа зафиксируйте в отчетной таблице:
ацетилен | бутадиен | ||||
физические свойства | |||||
химические свойства |
(укажите в таблице только наиболее отличительные свойства каждого из классов углеводородов)
3. Напишите отчет и сформулируйте вывод:
Укажите номер практической работы, ее название и цель
Заполните отчетную таблицу
Напишите вывод о способах идентификации углеводородов.
Лабораторная работа №5
«Свойства спиртов и карбоновых кислот»
Цель: на примере этанола, глицерина и уксусной кислоты изучить свойства предельных одноатомных спиртов, многоатомных спиртов и карбоновых кислот.
Оборудование: пробирки,металлические щипцы, фильтровальная бумага, фарфоровая чашка, газоотводная трубка, спички, шпатель, штатив, штатив для пробирок*
Реактивы: этанол, металлический натрий; сульфат меди(II), гидроксид натрия, глицерин; уксусная кислота, дистиллированная вода, лакмус, гранулы цинка, оксид кальция, гидроксид меди, мрамор, гидроксид кальция.
1. Свойства предельных одноатомных спиртов.
В две пробирки налейте этилового спирта.
В 1 добавьте дистиллированной воды и несколько капель лакмуса. Зафиксируйте наблюдения и объясните.
Во вторую пробирку металлическими щипцами поместите кусочек натрия, предварительно промокнув его в фильтровальной бумаге. Зафиксируйте наблюдения и объясните.
Выделяющийся газ соберите в пустую пробирку. Не переворачивая пробирку, поднесите к ней зажженную спичку. Зафиксируйте наблюдения и объясните.
В фарфоровую чашку налейте небольшое количество этилового спирта. С помощью лучинки подожгите спирт в чашке. Зафиксируйте наблюдения и объясните.
2. Качественная реакция на многоатомные спирты.
В пробирку налейте раствор сульфата меди (II) и раствор гидроксида натрия. Зафиксируйте наблюдения и объясните.
Затем прилейте небольшое количество глицерина. Зафиксируйте наблюдения и объясните.
3. Свойства предельных карбоновых кислот.
В пять пробирок налейте уксусной кислоты.
В 1 прилейте небольшое количество дистиллированной воды и несколько капель лакмуса. Во 2 поместите гранулу цинка. Выделяющийся газ соберите в пустую пробирку, и проверьте его на горючесть.
В 3 поместите один шпатель оксида кальция.
В 4 поместите один шпатель гидроксида меди.
В 5 поместите кусочек мрамора. Выделяющийся газ пропустите через раствор гидроксида кальция.
Зафиксируйте наблюдения в каждой из пяти пробирок, напишите уравнения химических реакций и объясните наблюдаемые изменения.
4. Напишите отчет по указанному ниже плану:
Укажите номер лабораторной работы, ее название, цель, используемое оборудование и реактивы;
Проведенные опыты, их результаты и объяснения зафиксируйте в виде таблицы (на двойном развороте страницы)
Наименование опыта | Схема проведения опыта (описание действий) | Наблюдения | Объяснение наблюдений | Химические уравнения реакций |
|
предельные одноатомные спирты |
|||||
многоатомные спирты |
|||||
карбоновые кислоты |
|||||
Сформулируйте и запишите вывод о свойствах спиртов и карбоновых кислот
*(при наличии технической возможности) компьютер, OMS модуль
Лабораторная работа №6
«Свойства жиров и углеводов»
Цель: изучить свойства углеводов и доказать непредельный характер жидких жиров.
Оборудование: пробирки, мерная пипетка, спиртовка, стеклянная палочка, пробиркодержатель*
Реактивы: аммиачный раствор оксида серебра, раствор глюкозы, раствор сахарозы, раствор гидроксида натрия, раствор сульфата меди (II), растительное масло, бромная вода.
1. Свойства углеводов:
А) Реакция «серебряного зеркала»
В пробирку налейте аммиачный раствор оксида серебра (I). Добавьте пипеткой немного раствора глюкозы. Зафиксируйте наблюдения, объясните их исходя из строения молекулы глюкозы.
Б) Взаимодействие глюкозы и сахарозы с гидроксидом меди (II).
В пробирке №1 налито 0,5 мл раствора глюкозы, добавьте 2 мл раствора гидроксида натрия.
К полученной смеси добавьте 1 мл раствора сульфата меди (II).
К полученному раствору аккуратно добавьте 1 мл воды и нагрейте на пламени спиртовки до кипения. Прекратите нагревание, как только начнется изменение цвета.
Прибавьте к раствору сульфата меди (II) раствор сахарозы и смесь взболтайте. Как изменилась окраска раствора? О чем это свидетельствует?
Зафиксируйте наблюдения и ответьте на вопросы:
1. Почему образовавшийся вначале осадок гидроксида меди(II) растворяется с образованием прозрачного синего раствора?
2. Наличие каких функциональных групп в глюкозе обусловлена эта реакция?
3. Почему при нагревании происходит изменение цвета реакционной смеси с синего на оранжево-желтый?
4. Что представляет собой желто-красный осадок?
5. Наличие какой функциональной группы в глюкозе является причиной данной реакции?
6. Что доказывает реакции с раствором сахарозы?
2. Свойства жиров:
В пробирку прилить 2-3 капли растительного масла и добавить 1-2 мл бромной воды. Все перемешать стеклянной палочкой.
Зафиксируйте наблюдения и объясните.
3. Напишите отчет:
Укажите номер лабораторной работы, ее название, цель, используемое оборудование и реактивы;
Составьте схему каждого проведенного опыта, подпишите свои наблюдения на каждом этапе и уравнения химических реакций; ответьте на вопросы.
Сформулируйте и запишите вывод
*(при наличии технической возможности) компьютер, OMS модуль
Лабораторная работа №7
«Свойства белков»
Цель: изучить свойства белков
Оборудование: пробирки, пипетка, пробиркодержатель, спиртовка*
Реактивы: раствор куриного белка, раствор гидроксида натрия, раствор сульфата меди (II), концентрированная азотная кислота, раствор аммиака , раствор нитрата свинца, раствор ацетата свинца.
1. Цветные «реакции белков»
Налейте в пробирку раствор куриного белка. Добавьте 5-6 капель гидроксида натрия и взболтайте содержимое пробирки. Прибавьте 5-6 капель раствора сульфата меди (II).
Зафиксируйте наблюдения.
В другую пробирку налейте раствор куриного белка и добавьте 5-6 капель концентрированной азотной кислоты. Затем добавьте раствор аммиака и слегка нагрейте смесь. Зафиксируйте наблюдения.
2. Денатурация белка
Налейте в 4 пробирки раствор белка куриного яйца.
Раствор в первой пробирке нагрейте до кипения.
Во вторую добавьте по каплям раствор ацетата свинца.
В третью пробирку добавьте раствор нитрата свинца.
В четвертую прилейте в 2 раза больший объем органического раствори% этанола, хлороформа, ацетона или эфира) и перемешайте. Образование осадка можно усилить добавлением нескольких капель насыщенного раствора хлорида натрия.
Зафиксируйте наблюдения и объясните.
3. Напишите отчет:
Укажите номер лабораторной работы, ее название, цель, используемое оборудование и реактивы;
Составьте схему каждого проведенного опыта, подпишите свои наблюдения на каждом этапе и объяснения происходящих явлений.
Сформулируйте и запишите вывод
*(при наличии технической возможности) компьютер, OMS модуль
Практическая работа №5
«Решение экспериментальных задач на идентификацию органических соединений»
Цель: обобщить знания о свойствах органических веществ, научиться распознавать органические вещества, на основе знаний о качественных реакциях для каждого класса веществ
Оборудование: пробирки, спиртовка, пробиркодержатель, пипетка, стеклянная палочка*
Реактивы: раствор белка, раствор глюкозы, пентен – 1, глицерин, фенол, хлорид железа (III), раствор гидроксида меди, аммиачный раствор оксида серебра, раствор брома в воде, нитрат свинца
1. Идентификация органических соединений.
Проведите эксперименты, на основе анализа которых определите в какой из пробирок находится каждое из указанных веществ: 1- раствор белка, 2- раствор глюкозы, 3 - пентен – 1, 4 - глицерин, 5 - фенол.
2. Зафиксируйте полученные результаты в виде отчетной таблицы.
раствор белка | раствор глюкозы | пентен - 1 | глицерин | ||
хлорид железа (III) | |||||
гидроксид меди | |||||
аммиачный раствор оксида серебра | |||||
раствор брома в воде | |||||
нитрат свинца |
В каждой ячейке нарисуйте полученный результат, отметьте реакции – индетифицирующие каждое из веществ. Сформулируйте и запишите вывод о способах идентификации органических веществ.
*(при наличии технической возможности) компьютер, OMS модуль
Методические указания по проведению
Дисциплина: Химия
Тема:
Продолжительность: 2 часа
Для специальностей: технического профиля
Тема: Приготовление суспензии карбоната кальция в воде. Получение эмульсии
моторного масла. Ознакомление со свойствами дисперсных систем.
Цели работы: 1.Закрепляем и углубляем знания о приготовлении суспензии карбоната кальция в
воде, получении эмульсии моторного масла. Знакомимся со свойствами дисперсных
2. Вырабатываем умение логически последовательного изложения материала.
3. Формируем навык оформления лабораторной работы по стандарту.
Теоретические основы :
Среди всего многообразия смесей особое место занимают гетерогенные, т. е. такие, частицы компонентов которых заметны не вооруженным глазом или с помощью оптических приборов (лупы, увеличительного стекла, микроскопа).
Гетерогенные смеси могут состоять как из равномерно, так и из неравномерно распределенных компонентов. В первом случае гетерогенные смеси называют дисперсными системами.
Дисперсными системами называют гетерогенные смеси, в которых одно вещество в виде очень мелких частиц равномерно распределено в другом.
То вещество, которое распределено в другом, называют дисперсной фазой . Вещество, в котором распределена дисперсная фаза, носит название дисперсионной среды .
В зависимости от агрегатного состояния дисперсной фазы и дисперсионной среды различают восемь типов дисперсных систем.
Классификация дисперсных систем
По размеру частиц дисперсной фазы различают:
Грубодисперсные системы (нанеси) - размер частиц более 100 пм;
Тонкодисперсные (коллоидные) системы (или коллоиды) - размер частиц от 1 до 100 пм.
Взаимодействием раствора гидроксида кальция с углекислым газом можно получить грубодисперсную систему:
Са(ОН) 2 + СО 2 = СаСО 3 ↓+ Н 2 0
Малорастворимый карбонат кальция в виде мельчайших крупинок находится в воде во взвешенном состоянии. Полученная мутная жидкость - это дисперсная система, называемая суспензией .
Однако пройдет немного времени, и частицы карбоната кальция под действием силы тяжести осядут на дно стакана, жидкость станет прозрачной. Это доказательство того, что наша система получилась грубодисперсной.
Грубодисперсные системы с твердой дисперсной фазой и жидкой дисперсионной средой называют суспензиями .
Суспензиями являются многие краски, побелка, строительные растворы (цементный раствор, бетон), пасты (в том числе зубная), кремы, мази.
Грубодисперсную систему можно получить из двух не смешивающихся друг с другом жидкостей, например взбалтывая растительное масло с водой. Такая смесь называется эмульсией. Со временем она расслаивается, так как тоже представляет собой грубодисперсную систему. Примерами эмульсий могут служить молоко (капельки жира в водной основе), майонез, млечный сок каучуконосных деревьев (латекс), пестицидные препараты для обработки посевов.
Аэрозоли - это грубодисперсные системы, в которых дисперсионной средой является воздух, а дисперсной фазой могут быть капельки жидкости (облака, радуга, выпущенный из баллончика лак для волос или дезодорант) или частицы твердого вещества (пылевое облако, смог).
Если частицы дисперсной фазы достаточно малы, коллоидная система называется тонкодисперсной и напоминает истинный раствор, отсюда и происходит название - коллоидный раствор. Такая система образуется, например, при растворении небольшого количества яичного белка в воде.
По внешнему виду коллоидный раствор трудно отличить от истинного для этого можно воспользоваться специфическим оптическим свойством коллоидных растворов. Оно заключается в появлении в коллоидном растворе светящейся дорожки при пропускании через него луча света. Это явление называют эффектом Тиндаля . Такой эффект можно наблюдать, пропуская луч лазерной указки через раствор белка.
Эффект Тиндаля. Пропускание ла света через растворы:
1 - истинный раствор; 2 - коллоидный раствор
Объясняется эффект Тиндаля тем, что размер частиц дисперсной фазы (от 1 до 100 нм) в коллоидной системе составляет примерно 1/10 длины волны видимого излучения. Частицы такого размера вызывают рассеивание света, приводящее к характерному визуальному эффекту.
Существует несколько основных способов получения коллоидных систем. Один из них - дробление вещества на мелкие частицы, которое можно осуществлять механически с помощью специальных машин - коллоидных мельниц. Так получают, например, тушь, жидкие акварельные, водоэмульсионные и вододисперсионные краски.
Классификация дисперсных систем может быть представлена следующим образом:
Важнейшими типами коллоидных систем являются золи и гели (студни).
Золи - это коллоидные системы, в которых дисперсионной средой является жидкость, а дисперсной фазой - твердое вещество.
С течением времени при нагревании или под действием электролитов частицы золя могут укрупняться и оседать. Такой процесс называют коагуляцией.
Гели - особое студнеобразное коллоидное состояние. При этом отдельные частицы золя связываются друг с другом, образуя сплошную пространственную сетку. Внутрь ячеек сетки попадают частицы растворителя. Дисперсная система теряет свою текучесть, превращаясь в желеобразное состояние. При нагревании гель может превратиться в золь.
Получить гель можно химическим путем, если, например, к раствору сульфата меди(II) добавить несколько капель раствора гидроксида натрия, образуется гель осадка гидроксида меди(II):
СuSО 4 + 2NаОН = Cu(ОН) 2 ↓ + Nа 2 SО 4
Осадки гидроксидов металлов, кремниевой кислоты принято называть студневидными.
Гели широко распространены в нашей повседневной жизни. Любому известны пищевые гели (зефир, мармелад, холодец), косметические (гель для душа), медицинские.
Для гелей с жидкой дисперсионной средой характерно явление синерезиса (или расслоения) - самопроизвольного выделения жидкости. При этом частицы дисперсной фазы уплотняются, слипа ются и образуют твердый коллоид а к дисперсионной среде возвращается текучесть.
Чаще всего с явлением синерезиса приходится бороться, поскольку именно оно ограничивает сроки годности пищевых косметических, медицинских гелей.
Например, при длительном хранении мармелада и торта «Птичье молоко» выделяется жидкость, они становятся непригодными к употреблению.
Из твердого коллоида желатина (продукта белкового происхождения) при набухании в теплой воде образуется студнеобразный гель - желе. Но в кулинарных рецептах всегда предупреждают: нельзя доводить желе до кипения, иначе гель превратится в золь и не примет студневидной формы.
Окружающий нас мир представляет собой красочное многообразие различных дисперсных систем. Посмотрим вокруг.
Например, косметика и средства гигиены: зубная паста, мыло, шампунь, лак для ногтей, губная помада, тушь, крем, облачко дезодоранта, выпущенное из баллончика, - все
это дисперсные системы. Теперь заглянем на кухню. Молоко, мясной бульон, пирожное, зефир, майонез, кетчуп - тоже дисперсные системы. Выйдем на улицу, и снова дисперсные системы: облака, дым, смог, туман. Заглянем в аптеку - и опять дисперсные системы: мази, гели, пасты, спреи, суспензии. Наш собственный организм представляет сочетание бесчисленного множества коллоидных систем: содержимое клеток, кровь, лимфа, пищеварительный сок, тканевые жидкости. Недаром биологи сходятся во мнении, что возникновение жизни на нашей планете - это эволюция коллоидных систем.
Входной контроль:
Отвечаем на вопросы:
1. Охарактеризуйте понятие «дисперсная система».
Чем дисперсная система отличается от остальных смесей?
2. Какие типы дисперсных систем в зависимости от агрегатного состояния среды и фазы вы знаете? Приведите примеры. Охарактеризуйте их значение в природе и жизни человека.
Ход выполнения работы:
Опыт №1 Приготовление суспензии карбоната кальция в воде
Оборудование и реактивы : лабораторный штатив с лапкой, штатив с пробирками, гидроксид кальция Са(ОН) 2 (известковая вода).
В пробирку налейте 4-5 мл свежеприготовленного раствора гидроксида кальция (известковой воды) и осторожно через трубочку продувайте через него выдыхаемый воздух.
Известковая вода мутнеет в результате протекания реакции:
Са(ОН) 2 + СО 2 = …
Опыт № 2 Получение эмульсии моторного масла
Оборудование и реактивы : лабораторный штатив с лапкой, штатив с пробирками, моторное масло.
В коническую колбу с водой добавьте немного моторного масла и взболтайте.
Отвечаем на вопрос: Что наблюдаем?
Опыт №3 Ознакомление с дисперсными системами
Приготовьте небольшую коллекцию образцов дисперсных систем из имеющихся дома суспензий, эмульсий, паст и гелей. Каждый образец снабдите фабричной этикеткой. Поменяйтесь с соседом коллекциями и затем распределите образцы коллекции в соответствии с классификацией дисперсных систем.
Ознакомьтесь со сроками годности пищевых, медицинских и косметических гелей.
Отвечаем на вопрос: Каким свойством гелей определяется срок годности?
Выходной контроль:
Отвечаем на вопросы:
1. Какие процессы, происходящие в дисперсных системах, ограничивают срок годности продуктов, лекарственных и косметических препаратов?
Выполняем задание:
Приведите примеры эмульсий, суспензий, золей, аэрозолей, гелей и внесите их в таблицу.
Сделайте общий вывод в соответствии с целями, поставленными перед вами в этой работе.
Список литературы:
1. О.С. Габриелян, И.Г. Остроумова «Химия» [текст]:- учебник для профессий и специальностей Технического профиля. Москва, Издательский дом «Академия», 2012 г.
2. Габриелян О.С. Химия в тестах, задачах, упражнениях: учеб. пособие для студ. сред. проф. учебных заведений / О.С. Габриелян, Г.Г. Лысова – М., 2006.
3. Габриелян О.С. Практикум по общей, неорганической и органической химии: учеб. пособие для студ. сред. проф. учеб. заведений / Габриелян О.С., Остроумов И.Г., Дорофеева Н.М. – М., 2007.
4. Ерохин Ю.М. Химия: учебник для средне профессиональных учебных заведений, 4-е изд. М.: Издательский Центр Академия, 2004-384 с.
5. Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия: органическая химия: учебник для 10 кл. ОУ, 8-е изд. М. Просвещение, 2001, 160 с.
6. www.twirpx.com - Учебные материалы.
7. www.amgpgu.ru - Лекционный курс.
8. www.uchportal.ru – Учительский портал.
9. http://o5-5.ru – 5 и 5 Учебный материал.
Лабораторная работа №1
Ознакомление со свойствами смесей и дисперсных систем
Цель: получить дисперсные системы и исследовать их свойства
Оборудование: пробирки, штатив*
Реактивы: дистиллированная вода, раствор желатина, кусочки мела, раствор серы
Методические указания:
1. Приготовление суспензии карбоната кальция в воде.
Налить в 2 пробирки по 5мл дистиллированной воды.
В пробирку №1 добавить 1мл 0,5%-ного раствора желатина.
Затем в обе пробирки внести небольшое количество мела и сильно взболтать.
Поставить обе пробирки в штатив и наблюдать расслаивание суспензии.
Ответьте на вопросы:
Одинаково ли время расслаивания в обеих пробирках? Какую роль играет желатин? Что является в данной суспензии дисперсной фазой и дисперсионной средой?
2. Исследование свойств дисперсных систем
К 2-3мл дистиллированной воды добавьте по каплям 0,5-1мл насыщенного раствора серы. Получается опалесцирующий коллоидный раствор серы. Какую окраску имеет гидрозоль?
3. Напишите отчет:
В ходе работы отобразите проведенные опыты и их результат в виде таблицы:
Сделайте и запишите вывод о проделанной работе.
Практическая работа №2
Приготовление раствора заданной концентрации
Цель: приготовить растворы солей определенной концентрации.
Оборудование: стакан, пипетка, весы, стеклянная лопаточка, мерный цилиндр
Реактивы: сахар, поваренная соль, пищевая сода, холодная кипяченая вода
Методические указания:
Приготовьте раствор вещества с указанной массовой долей вещества (данные указаны в таблице для десяти вариантов).
Произведите расчеты: определите, какую массу вещества и воды потребуется взять для приготовления раствора, указанного для вашего варианта.
№ варианта | наименование веществ | массовая доля вещества | масса раствора |
сахар | 10 % | 200 г |
|
поваренная соль | 15 % | 150 г |
|
пищевая сода | 100 г |
||
сахар | 20 % | 50 г |
|
поваренная соль | 100 г |
||
пищевая сода | 30 % | 150 г |
|
сахар | 200 г |
||
поваренная соль | 35 % | 150 г |
|
пищевая сода | 50 % | 100 г |
|
сахар | 50 г |
- Отвесьте соль и поместите ее в стакан.
- Отмерьте измерительным цилиндром необходимый объем воды и вылейте в колбу с навеской соли.
Внимание! При отмеривании жидкости глаз наблюдателя должен находиться в одной плоскости с уровнем жидкости. Уровень жидкости прозрачных растворов устанавливают по нижнему мениску.
- Напишите отчет о работе:
-укажите номер практической работы, ее название, цель, используемое оборудование и реактивы;
Оформите расчеты в виде задачи;
Схемой отобразите приготовление раствора;
Сделайте и запишите вывод.
Лабораторная работа №2
Свойства неорганических кислот
Цель: изучить свойства неорганических кислот на примере соляной кислоты
Оборудование: пробирки, шпатель, пипетка, пробиркодержатель, спиртовка*
Реактивы: раствор соляной кислоты, лакмус, фенолфталеин, метилоранж; гранулы цинка и меди, оксид меди, раствор нитрата серебра.
Методические указания:
1. Испытание растворов кислот индикаторами:
В три пробирки налейте раствор соляной кислоты и поставьте их в штатив.
В каждую из пробирок добавьте несколько капель каждого индикатора: 1- метилоранж, 2- лакмус, 3- фенолфталеин. Зафиксируйте результат.
2. Взаимодействие кислот с металлами:
Возьмите две пробирки и поместите в 1 – гранулу цинка, во 2 – гранулу меди.
3. Взаимодействие с оксидами металлов:
Поместите в пробирку порошок оксида меди (II), прилейте раствора соляной кислоты. Нагрейте пробирку и зафиксируйте результат и объясните.
4. Взаимодействие с солями:
В пробирку налейте раствор нитрата серебра и добавьте раствор соляной кислоты. Результат зафиксируйте и объясните.
5. Напишите отчет о работе:
Укажите номер лабораторной работы, ее название, цель, используемое оборудование и реактивы;
Заполните таблицу
Наименование опыта | Схема проведения опыта | Наблюдения | Объяснение наблюдений | Химическое уравнение реакции |
|
*(при наличии технической возможности) компьютер, OMS модуль
Лабораторная работа №3
«Факторы, влияющие на скорость химической реакции»
Цель: выявить зависимость скорости химической реакции от различных факторов.
Оборудование: пробирки, стаканы, шпатель, электроплитки, колбы, мерный цилиндр, штатив, газоотводные трубки, весы, воронка, фильтровальная бумага, стеклянная палочка*
Реактивы: гранулы цинка, магния железа, кусочки мрамора, соляная и уксусная кислота; цинковая пыль; пероксид водорода, оксид марганца (II).
Методические указания:
1. Зависимость скорости химической реакции от природы веществ.
Налейте в три пробирки раствор соляной кислоты. В первую пробирку положите гранулу магния, во вторую – гранулу цинка, в третью – гранулу железа.
Возьмите 2 пробирки: в 1 – налейте соляной кислоты, во 2 – уксусной кислоты. В каждую пробирку положите по одинаковому кусочку мрамора. Зафиксируйте наблюдения, определите какая реакция идет с большей скоростью и почему.
2. Зависимость скорости химической реакции температуры.
В два химических стакана налейте одинаковое количество соляной кислоты и накройте их стеклянной пластинкой. Поставьте оба стакана на электроплитку: для первого стакана установите температуру - 20˚С, для второго - 40˚С. На каждую стеклянную пластинку положите по грануле цинка. Приведите приборы в действие, одновременным сбрасыванием гранул цинка с пластинок. Зафиксируйте наблюдений и объясните.
3. Зависимость скорости химической реакции от площади соприкосновения реагентов.
Соберите две одинаковых установки:
В колбы налейте по 3 мл соляной кислоты одинаковой концентрации, установите их горизонтально на штативе, шпателем в первую колбу (в ее горлышко) поместите порошок цинка, во вторую – гранулу цинка. Закройте колбы газоотводными т рубками. Одновременно приведите приборы в действие повернув их в вертикальную плоскость на 90 градусов против часовой стрелки.
4. Зависимость скорости химической реакции от катализатора.
В два химических стакана налейте одинаковое количество 3% пероксида водорода. Взвесьте один шпатель катализатора – оксида марганца (II). В первый стакан добавьте взвешенный катализатор. Что наблюдаете, оцените скорость разложения пероксида водорода с катализатором и без него.
5. Напишите отчет:
Проведенные опыты, их результаты и объяснения зафиксируйте в виде таблицы
Сформулируйте и запишите вывод о влияние каждого фактора на скорость химической реакции
*(при наличии технической возможности) компьютер, OMS модуль
Практическая работа №3
Решение экспериментальных задач по теме: «Металлы и неметаллы»
Цель: научиться распознавать предложенные вам вещества, используя знания об их химических свойствах.
Оборудование: штатив с пробирками
Реактивы: растворы нитрата натрия, сульфата натрия, хлорида натрия, фосфата натрия, нитрата бария, нитрата кальция, нитрата серебра и нитрата меди
Методические указания:
1. Распознавание неметаллов:
В четырех пробирках находятся растворы: 1 - нитрата натрия, 2 - сульфата натрия, 3 – хлорид натрия, 4 – фосфат натрия, определите в какой из пробирок находится каждое из указанных веществ (для определения аниона следует подобрать такой катион, с которым анион даст осадок).
2. Распознавание металлов:
В четырех пробирках находятся растворы: 1 – нитрата бария, 2 – нитрата кальция, 3 - нитрата серебра, 4 – нитрат меди, определите в какой из пробирок находится каждое из указанных веществ (для определения катиона металла следует подобрать такой анион, с которым катион даст осадок).
Результаты проведенных опытов зафиксируйте в отчетной таблице:
Укажите номер практической работы, ее название, цель, используемое оборудование и реактивы;
Заполните отчетные таблицы
Напишите вывод о способах идентификации металлов и неметаллов.
Лабораторная работа №4
«Изготовление моделей молекул органических веществ»
Цель: построить шаростержневые и масштабные модели молекул первых гомологов предельных углеводородов и их галогенопроизводных.
Оборудование: набор шаростержневых моделей.
Методические указания.
Для построения моделей используйте детали готовых наборов или пластилин с палочками. Шарики, имитирующие атомы углерода, готовят обычно из пластилина темной окраски, шарики, имитирующие атомы водорода, - из светлой окраски, атомы хлора – из зеленого или синего цвета. Для соединения шариков используют палочки.
Ход работы:
1. Соберите шаростержневую модель молекулы метана. На «углеродном» атоме наметьте четыре равноудаленные друг от друга точки и вставьте в них палочки, к которым присоединены «водородные» шарики. Поставьте эту модель (у нее должны быть три точки опоры). Теперь соберите масштабную модель молекулы метана. Шарики «водорода» как бы сплющены и вдавлены в углеродный атом.
Сравните шаростержневую и масштабную модели между собой. Какая модель более реально передает строение молекулы метана? Дайте пояснения.
2. Соберите шаростержневую и масштабную модели молекулы этана. Изобразите эти модели на бумаги в тетради.
3. Соберите шаростержневые модели бутана и изобутана. Покажите на модели молекулы бутана, какие пространственные формы может принимать молекула, если происходит вращение атомов вокруг сигма связи. Изобразите на бумаге несколько пространственных форм молекулы бутана.
4. Соберите шаростержневые модели изомеров C 5 H 12 . изобразите на бумаге.
5. Соберите шаростержневую модель молекулы дихлорметана CH 2 Cl 2
Могут ли быть изомеры у этого вещества? Попытайтесь менять местами атомы водорода и хлора. К какому выводу вы приходите?
6. Напишите отчет:
Укажите номер лабораторной работы, ее название, цель, используемое оборудование;
Зафиксируйте выполненные задания в виде рисунка и ответов на вопросы к каждому заданию
Сформулируйте и запишите вывод.
Практическая работа №4
Решение экспериментальных задач по теме: «Углеводороды»
Цель: научиться распознавать предложенные вам углеводороды, используя знания об их химических свойствах.
Методические указания:
Проанализируйте, как можно распознать пропан, этилен, ацетилен, бутадиен и бензол, исходя из знаний об их химических и физических свойствах
Результаты анализа зафиксируйте в отчетной таблице:
(укажите в таблице только наиболее отличительные свойства каждого из классов углеводородов)
3. Напишите отчет и сформулируйте вывод:
Укажите номер практической работы, ее название и цель
Заполните отчетную таблицу
Напишите вывод о способах идентификации углеводородов.
Лабораторная работа №5
«Свойства спиртов и карбоновых кислот»
Цель: на примере этанола, глицерина и уксусной кислоты изучить свойства предельных одноатомных спиртов, многоатомных спиртов и карбоновых кислот.
Оборудование: пробирки, металлические щипцы, фильтровальная бумага, фарфоровая чашка, газоотводная трубка, спички, шпатель, штатив, штатив для пробирок*
Реактивы: этанол, металлический натрий; сульфат меди(II), гидроксид натрия, глицерин; уксусная кислота, дистиллированная вода, лакмус, гранулы цинка, оксид кальция, гидроксид меди, мрамор, гидроксид кальция.
1. Свойства предельных одноатомных спиртов.
В две пробирки налейте этилового спирта.
В 1 добавьте дистиллированной воды и несколько капель лакмуса. Зафиксируйте наблюдения и объясните.
Во вторую пробирку металлическими щипцами поместите кусочек натрия, предварительно промокнув его в фильтровальной бумаге. Зафиксируйте наблюдения и объясните.
Выделяющийся газ соберите в пустую пробирку. Не переворачивая пробирку, поднесите к ней зажженную спичку. Зафиксируйте наблюдения и объясните.
В фарфоровую чашку налейте небольшое количество этилового спирта. С помощью лучинки подожгите спирт в чашке. Зафиксируйте наблюдения и объясните.
2. Качественная реакция на многоатомные спирты.
В пробирку налейте раствор сульфата меди (II) и раствор гидроксида натрия. Зафиксируйте наблюдения и объясните.
Затем прилейте небольшое количество глицерина. Зафиксируйте наблюдения и объясните.
3. Свойства предельных карбоновых кислот.
В пять пробирок налейте уксусной кислоты.
В 1 прилейте небольшое количество дистиллированной воды и несколько капель лакмуса. Во 2 поместите гранулу цинка. Выделяющийся газ соберите в пустую пробирку, и проверьте его на горючесть.
В 3 поместите один шпатель оксида кальция.
В 4 поместите один шпатель гидроксида меди.
В 5 поместите кусочек мрамора. Выделяющийся газ пропустите через раствор гидроксида кальция.
Зафиксируйте наблюдения в каждой из пяти пробирок, напишите уравнения химических реакций и объясните наблюдаемые изменения.
4. Напишите отчет по указанному ниже плану:
Укажите номер лабораторной работы, ее название, цель, используемое оборудование и реактивы;
Проведенные опыты, их результаты и объяснения зафиксируйте в виде таблицы (на двойном развороте страницы)
Наименование опыта | Схема проведения опыта (описание действий) | Наблюдения | Объяснение наблюдений | Химические уравнения реакций |
|
предельные одноатомные спирты | |||||
многоатомные спирты | |||||
карбоновые кислоты | |||||
Сформулируйте и запишите вывод о свойствах спиртов и карбоновых кислот
*(при наличии технической возможности) компьютер, OMS модуль
Лабораторная работа №6
«Свойства жиров и углеводов»
Цель: изучить свойства углеводов и доказать непредельный характер жидких жиров.
Оборудование: пробирки, мерная пипетка, спиртовка, стеклянная палочка, пробиркодержатель *
Реактивы: аммиачный раствор оксида серебра, раствор глюкозы, раствор сахарозы, раствор гидроксида натрия, раствор сульфата меди (II), растительное масло, бромная вода.
1. Свойства углеводов:
А) Реакция «серебряного зеркала»
В пробирку налейте аммиачный раствор оксида серебра (I). Добавьте пипеткой немного раствора глюкозы. Зафиксируйте наблюдения, объясните их исходя из строения молекулы глюкозы.
Б) Взаимодействие глюкозы и сахарозы с гидроксидом меди (II).
В пробирке №1 налито 0,5 мл раствора глюкозы, добавьте 2 мл раствора гидроксида натрия.
К полученной смеси добавьте 1 мл раствора сульфата меди (II).
К полученному раствору аккуратно добавьте 1 мл воды и нагрейте на пламени спиртовки до кипения. Прекратите нагревание, как только начнется изменение цвета.
Прибавьте к раствору сульфата меди (II) раствор сахарозы и смесь взболтайте. Как изменилась окраска раствора? О чем это свидетельствует?
Зафиксируйте наблюдения и ответьте на вопросы:
1. Почему образовавшийся вначале осадок гидроксида меди(II) растворяется с образованием прозрачного синего раствора?
2. Наличие каких функциональных групп в глюкозе обусловлена эта реакция?
3. Почему при нагревании происходит изменение цвета реакционной смеси с синего на оранжево-желтый?
4. Что представляет собой желто-красный осадок?
5. Наличие какой функциональной группы в глюкозе является причиной данной реакции?
6. Что доказывает реакции с раствором сахарозы?
2. Свойства жиров:
В пробирку прилить 2-3 капли растительного масла и добавить 1-2 мл бромной воды. Все перемешать стеклянной палочкой.
Зафиксируйте наблюдения и объясните.
3. Напишите отчет:
Укажите номер лабораторной работы, ее название, цель, используемое оборудование и реактивы;
Составьте схему каждого проведенного опыта, подпишите свои наблюдения на каждом этапе и уравнения химических реакций; ответьте на вопросы.
Сформулируйте и запишите вывод
*(при наличии технической возможности) компьютер, OMS модуль
Лабораторная работа №7
«Свойства белков»
Цель: изучить свойства белков
Оборудование: пробирки, пипетка, пробиркодержатель, спиртовка*
Реактивы: раствор куриного белка, раствор гидроксида натрия, раствор сульфата меди (II), концентрированная азотная кислота, раствор аммиака, раствор нитрата свинца, раствор ацетата свинца.
1. Цветные «реакции белков»
Налейте в пробирку раствор куриного белка. Добавьте 5-6 капель гидроксида натрия и взболтайте содержимое пробирки. Прибавьте 5-6 капель раствора сульфата меди (II).
Зафиксируйте наблюдения.
В другую пробирку налейте раствор куриного белка и добавьте 5-6 капель концентрированной азотной кислоты. Затем добавьте раствор аммиака и слегка нагрейте смесь. Зафиксируйте наблюдения.
2. Денатурация белка
Налейте в 4 пробирки раствор белка куриного яйца.
Раствор в первой пробирке нагрейте до кипения.
Во вторую добавьте по каплям раствор ацетата свинца.
В третью пробирку добавьте раствор нитрата свинца.
В четвертую прилейте в 2 раза больший объем органического растворителя (96% этанола, хлороформа, ацетона или эфира) и перемешайте. Образование осадка можно усилить добавлением нескольких капель насыщенного раствора хлорида натрия.
Зафиксируйте наблюдения и объясните.
3. Напишите отчет:
Укажите номер лабораторной работы, ее название, цель, используемое оборудование и реактивы;
Составьте схему каждого проведенного опыта, подпишите свои наблюдения на каждом этапе и объяснения происходящих явлений.
Сформулируйте и запишите вывод
*(при наличии технической возможности) компьютер, OMS модуль
Практическая работа №5
«Решение экспериментальных задач на идентификацию органических соединений»
Цель: обобщить знания о свойствах органических веществ, научиться распознавать органические вещества, на основе знаний о качественных реакциях для каждого класса веществ
Оборудование: пробирки, спиртовка, пробиркодержатель, пипетка, стеклянная палочка*
Реактивы: раствор белка, раствор глюкозы, пентен – 1, глицерин, фенол, хлорид железа (III), раствор гидроксида меди, аммиачный раствор оксида серебра, раствор брома в воде, нитрат свинца
1. Идентификация органических соединений.
Проведите эксперименты, на основе анализа которых определите в какой из пробирок находится каждое из указанных веществ: 1- раствор белка, 2- раствор глюкозы, 3 -пентен – 1, 4 - глицерин, 5 - фенол.
раствор брома в воде
нитрат свинца
В каждой ячейке нарисуйте полученный результат, отметьте реакции – индетифицирующие каждое из веществ. Сформулируйте и запишите вывод о способах идентификации органических веществ.
*(при наличии технической возможности) компьютер, OMS модуль
Цельработы
Знакомство с методами получения дисперсных систем, строением мицелл, устойчивостью коллоидных растворов.
Краткиетеоретическиесведения
Дисперсные системы – это гетерогенные системы, состоящие как минимум из двух фаз, одна из которых (дисперсная фаза ) является раздробленной, прерывной, а другая (дисперсионная среда ) представляет собой нераздробленную, непрерывную часть.
По размеру частиц дисперсные системы классифицируются так:
Название системы |
Характер и размеры |
Гетерогенность и |
|
частиц, м |
устойчивость |
||
Грубодисперсные системы |
Крупные частицы, |
Гетерогенны, неустойчивы |
|
(суспензии, эмульсии, аэрозоли) |
10–5 –10–7 |
||
Коллоидно-дисперсные |
Коллоидные частицы, |
Микрогетерогенны, |
|
системы (золи) |
10–7 –10–9 |
довольно устойчивы |
|
Истинные растворы |
Молекулы, ионы, |
Гомогенны, устойчивы |
|
10 –10 |
Коллоидными растворами называют высокодисперсные гетерогенные системы, в которых хотя бы одно вещество находится в коллоидном состоянии. Вещество раздроблено до частиц размером 10–7 –10–9 м (дисперсная фаза), невидимых в оптический микроскоп, распределенных в дисперсионной среде.
Коллоидные растворы по размеру частиц занимают промежуточное положение между истинными растворами (10–10 м) и грубодисперсными системами (более 10–7 м), поэтому методы получения коллоидных систем можно разделить на две основные группы:
1) диспергирование – дробление крупных частиц до коллоидной дисперсности;
2) конденсация – соединение отдельных частиц растворенного вещества в более крупные частицы (агрегаты) коллоидных размеров.
Диспергационные методы включают прежде всего механические способы измельчения. Это истирание, дробление, удар, расщепление. В лабораториях и промышленности для этих целей используются дробилки, жернова
и мельницы различного типа (шаровые, коллоидные).
Химия. Лаб. практикум |
Для уменьшения затрат энергии применяют поверхностно-активные вещества, присутствие которых облегчает диспергирование и наблюдается эффект адсорбционного понижения прочности, или эффект П. А.Ребиндера.
В настоящее время широко используется ультразвуковой метод, в котором разрывающие усилия возникают вследствие чередующихся локальных сжатий и расширений жидкости при прохождении волны.
Находит применение также метод вольтовой дуги, возникающей между электродами в жидкости (электрическое диспергирование ). Таким образом получают гидрозоли щелочных металлов.
В основе конденсационных методов получения дисперсных систем лежат процессы образования новой фазы из молекул, ионов, атомов в гомогенной среде. При этом система должна находиться в пересыщенном состоянии. Если химический потенциал вещества в новой фазе меньше, чем в исходной, то процесс возможен
По природе сил, вызывающих конденсацию, различают физическую и химическую конденсацию.
Физическая конденсация требует создания условий, при которых молекулы или ионы будут конденсироваться, образуя дисперсную фазу, причем конденсация должна прекратиться, когда частицы достигнут коллоидных размеров. Физическая конденсация может осуществляться из паров или путем замены растворителя.
Конденсация из паров достигается изменением параметров системы. Например, при понижении температуры пар становится пересыщенным и частично конденсируется, что приводит к возникновению новой фазы.
В методе замены растворителя изменяют состав и свойства среды. Например, в насыщенный раствор молекулярной серы в этиловом спирте вливают большой объем воды. Новый смешанный раствор оказывается пересыщенным, молекулы серы образуют частицы новой фазы. Этим методом получают золи серы, фосфора, мышьяка, канифоли, ацетилцеллюлозы, органических веществ. При этом исходные растворы веществ в этиловом спирте или ацетоне вливают в воду.
Методы химической конденсации также основаны на выделении новой фазы из пересыщенного раствора, но она образуется в результате химической реакции, например, реакций окисления, гидролиза, диссоциации, двойного обмена. Размер образующихся частиц зависит от соотношения скоростей образования зародыша и его роста. Для того чтобы получались мелкие частицы, первый фактор должен быть преобладающим. Реакцию надо
вести в разбавленном растворе, чтобы снизить скорость роста кристаллических частиц. Это позволяет получить частицы размером 10–7 –10–9 м, что обеспечивает седиментационную устойчивость системы.
Другое условие: одно из реагирующих веществ необходимо взять в избытке, чтобы сформировать на поверхности двойной электрический слой (ДЭС), который обеспечит агрегативную устойчивость. Например, реакция
AgNO3 + KCl = AgCl + KNO3 при определенных условиях приводит к получению новой фазы. При избытке хлорида калия на поверхности кристаллов
Химия. Лаб. практикум |
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 14. ПОЛУЧЕНИЕ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ. УСТОЙЧИВОСТЬ КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ
Краткие теоретические сведения
хлорида серебра образуется двойной электрический слой. Кристалл вместе с двойным электрическим слоем называется мицеллой. Его изображают в виде формулы мицеллы, в нашем случае она имеет вид
{m nCl– (n – x)K+ }x– xK+ .
В центре мицеллы находится кристаллическое тело, называемое агрегатом, на нем адсорбируются ионы, способные достраивать его кристаллическую решетку. Эти ионы сообщают агрегату электрический заряд и называются потенциалопределяющими, вместе они образуют ядро мицеллы. Ядро создает электростатическое поле, под действием которого к нему притягиваются из раствора противоионы, образующие адсорбционный и диффузный слои. Выражение в фигурных скобках представляет собой коллоидную частицу. Она состоит из кристалла m, потенциалопределяющих ионов nCl– , противоионов адорбционного слоя (n – x)K+ и ионов диффузного слоя мицеллы xK+ .
Мицелла электронейтральна, но коллоидная частица имеет заряд. Если заряды ионов внутренней и наружной обкладки неодинаковы, в формуле ставятся коэффициенты. Например, коллоидный раствор берлинской лазури можно получить по реакции
4FeCl3 + 3K4 = Fe4 3 + 12 KCl
Для случая избытка хлорида железа (III) формула мицеллы имеет вид
{m3 ] nFe3+ 3(n – x)Cl– } 3xCl–
Для получения дисперсных систем используется физико-химическое дробление осадков, или пептизация . Формально пептизацию можно отнести к методам диспергирования, но пептизируемый осадок – это уже диспергированный материал, доведенный до коллоидной степени измельчения, в котором частицы в результате слипания образовали крупные агрегаты. Существует три способа перевода такого осадка в коллоидный раствор.
Первый способ – адсорбционная пептизация . К осадку добавляется пептизатор, ионы которого образуют двойной электрический слой на поверхности частиц, что способствует их отталкиванию друг от друга. Например, к свежему рыхлому осадку гидроксида железа (III) прибавляют раствор хлорида железа (III), при этом возникает двойной электрический слой, и частицы уходят в раствор.
Второй способ – пептизация путем поверхностной диссоциации. При добавлении кислоты или щелочи к амфотерному гидроксиду алюминия образуются растворимые соединения, которые формируют двойной электрический слой.
Третий способ – пептизация путем промывания осадка. Он использу-
ется в том случае, когда из-за высокой концентрации электролита двойной электрический слой на поверхности частиц сжат. Промывание способствует снижению концентрации электролита и, как следствие, росту толщины двой-
Химия. Лаб. практикум |
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 14. ПОЛУЧЕНИЕ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ. УСТОЙЧИВОСТЬ КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ
Краткие теоретические сведения
ного электрического слоя, что приводит к увеличению расстояния действия сил отталкивания, а это вызывает коллоидное растворение осадка.
Важнейшей и сложнейшей проблемой коллоидной химии является устойчивость дисперсных систем. В коллоидных системах различают два вида устойчивости – седиментационную и агрегативную.
Дисперсная система считается седиментационно-устойчивой , если частицы не оседают и находятся в стабильном равновесии. Это возможно, если размеры частиц постоянны. Но частицы дисперсной фазы склонны укрупняться путем их слипания или перекристаллизации, что приводит к нарушению седиментационной устойчивости и выпадению осадка.
Агрегатная устойчивость – способность дисперсной системы сохранять неизменными размеры частиц. Устойчивость может быть потеряна за счет коагуляции , которая представляет собой процесс слипания частиц с образованием более крупных агрегатов. При этом теряется седиментационная устойчивость и наступает разрушение дисперсной системы с образованием осадков различной структуры, которые называются коагулятами. Коагуляция может наступить под воздействием температуры (нагревание, замораживание), химических агентов, механических факторов и других причин, способных разрушить энергетический барьер.
Все электролиты вызывают коагуляцию после достижения критического значения концентрации Ск , которое называют порогом коагуляции – это минимальная концентрация электролита в коллоидном растворе, вызывающая его коагуляцию. Коагулирующим действием обладает тот ион электролита, который имеет заряд, одинаковый с зарядом противоионов мицеллы. Коагулирующая способность ионов возрастает с ростом их заряда и размера.
Различают концентрационную и нейтрализационную коагуляции электролитами.
Концентрационная коагуляция наблюдается при увеличении концентрации электролита, при этом диффузный слой противоионов мицеллы сжимается, переходя в адсорбционный слой. В результате уменьшается электрокинетический потенциал, что приводит к коагуляции.
При нейтрализационной коагуляции ионы прибавляемого электролита нейтрализуют потенциалопределяющие ионы, они теряют заряд и слипаются.
Современная теория устойчивости дисперсных систем или теория ДЛФО (Дерягин, Ландау, Фервей, Овербек) утверждает, что между частицами дисперсной фазы действуют силы межмолекулярного притяжения и отталкивания. Их баланс определяет поведение системы. Согласно этой теории порог коагуляции определяется по формуле
Сk = const/z6 ,
где z – валентность иона – коагулятора.
Если принять Ск для одновалентного иона за единицу, то согласно уравнению
Химия. Лаб. практикум |
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 14. ПОЛУЧЕНИЕ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ. УСТОЙЧИВОСТЬ КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ
Краткие теоретические сведения
C1 k : С2 k : С3 k = 729: 114: 1
Как правило, экспериментальные и теоретические данные хорошо совпадают.
Экспериментальнаячасть
Опыт 1 Приготовлениедисперсныхсистем
методомфизическойконденсации(заменарастворителя)
Золь канифоли . К 10 мл дистиллированной воды добавьте при взбалтывании 15 капель 5 %-го раствора канифоли в этиловом спирте. Образуется молочно-белый золь канифоли в воде с отрицательным зарядом частиц. Почему в спирте канифоль образует истинный раствор, а в воде – коллоидный?
Золь серы . К 50 мл воды добавьте при взбалтывании 1 мл насыщенного раствора серы в ацетоне. Образуется голубовато-белый опалесцирующий золь серы с отрицательным зарядом коллоидных частиц.
Золь серы . К 50 мл воды добавьте при взбалтывании 4-5 мл насыщенного раствора серы в этиловом спирте. Образуется голубоватый опалесцирующий золь серы в виде отрицательно заряженных коллоидных частиц.
Золь антрацена . К 50 мл воды добавьте из капельницы при взбалтывании 0,5 мл насыщенного раствора антрацена в этиловом спирте. Образуется бело-голубой опалесцирующий золь антрацена в воде с отрицательно заряженными коллоидными частицами.
Золь парафина . К 50 мл воды добавьте из капельницы при взбалтывании 1 мл насыщенного раствора парафина в этиловом спирте. Образуется опалесцирующий золь парафина в виде отрицательно заряженных коллоидных частиц.
Опыт 2 Приготовлениедисперсныхсистем методомхимическойконденсации
Золь металлического серебра . Соль серебра восстановите танином в щелочной среде до металла. Для этого 2 мл 1,7 %-го раствора нитрата серебра разбавьте водой до 100 мл и введите 1 мл 0,1 %-го раствора танина, затем 3-4 капли 1 %-го раствора карбоната калия. Образуется красно-коричневый отрицательный золь металлического серебра. Реакция в щелочной средебудет
6AgNO3 + C76 H52 O46 + 3K2 CO3 =
6Ag + C76 H52 O49 + 6KNO3 + 3CO2
Химия. Лаб. практикум |
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 14. ПОЛУЧЕНИЕ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ. УСТОЙЧИВОСТЬ КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ
Экспериментальная часть
Внутренняя обкладка ДЭС образована, видимо, ионами ОН– , которые адсорбированы на серебре.
Золь диоксида марганца. 5 мл 1 %-го раствора перманганата калия разбавьте водой до 50 мл и по каплям добавьте 2 мл 1 %-го раствора тиосульфата натрия. Образуется вишнево-красный золь диоксида марганца.
Золь диоксида марганца . 5 мл 1,5 %-го раствора перманганата калия разбавьте водой до 100 мл, нагрейте до кипения. В течение 15 мин введите небольшими порциями (по 0,5 мл) 5 мл концентрированного аммиака. Образуется красно-коричневый золь диоксида марганца.
Золь иодида серебра . 10 капель 1,7 %-го раствора нитрата серебра разбавьте водой до 100 мл и добавьте по каплям при взбалтывании 1 мл 1,7 %-го раствора иодида калия. Образуется голубоватый опалесцирующий золь иодида серебра.
Золь берлинской лазури . 0,1 мл насыщенного раствора FeCl3 разведите в 100 мл воды. В разбавленный раствор введите при взбалтывании 1 каплю 20 %-го раствора K4 . Образуется золь берлинской лазури синего цвета Fe4 3 .
Золь гидроксида железа . К 50 мл кипящей дистиллированной воды прибавьте небольшими порциями 5–10 мл 2 %-го раствора FeCl3 . В результате гидролиза образуется золь гидроксида железа вишнево-красного цвета.
Опыт 3 Получениедисперсныхсистемметодомдиспергирования
Золь флуоресцеина . К 5 мл дистиллированной воды добавьте 2-3 капли раствора соды и внесите маленькую крупинку флуоресцеина. Встряхните раствор, обратите внимание на его цвет в проходящем и отраженном свете.
Золь крахмала . 0,5 г крахмала тщательно разотрите в фарфоровой ступке, перенесите в фарфоровую чашку и перемешайте с 10 мл дистиллированной воды, после чего добавьте еще 90 мл воды. При постоянном перемешивании доведите смесь до кипения. Получится 0,5 %-й золь крахмала.
Золь желатина . 0,5 г желатина залейте 50 мл дистиллированной воды и нагрейте на водяной бане при 40–50 о С до полного растворения набухшего желатина.
Золь яичного альбумина . В мерную колбу на 100 мл внесите 10 г порошка альбумина или белок куриного яйца и взболтайте с 50 мл холодной дистиллированной воды до полного растворения. Долейте водой колбу до метки. Получается золь белка.
Суспензия мела. Налейте в 2 пробирки дистиллированной воды до половины объема, в одну из них добавьте 1 мл 0,5 %-й раствор желатина. Затем внесите в пробирки по 2 г мела и сильно взболтайте. В пробирке с желатином (стабилизатор суспензии) образовалась устойчивая суспензия мела.
Химия. Лаб. практикум |
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 14. ПОЛУЧЕНИЕ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ. УСТОЙЧИВОСТЬ КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ
Экспериментальная часть
Получениезолягидроксидажелеза(III) пептизацией
К 5 мл 2 %-го раствора FeCl3 добавьте 20 мл воды, затем добавляйте концентрированный раствор аммиака до образования осадка Fe(OH)3 . Полученный осадок промойте дистиллированной водой и отделите декантацией (декантация – сливание жидкости с отстоявшегося осадка). Для этого осадок взболтайте с большим количеством воды, а после отстаивания прозрачную жидкость над осадком осторожно слейте. О конце отмывания судят по отсутствию запаха аммиака. Промытый осадок разлейте в две колбы. В одну прибавьте в качестве пептизатора раствор хлорида железа (III) (2 мл насыщенного раствора разводят водой до 100 мл), а другую оставьте для сравнения. Осадок с пептизатором взболтайте и осторожно нагрейте до кипения. При наступлении пептизации получается красно-коричневый золь гидроксидажелеза (III).
Опыт 5 Коагуляциязолейэлектролитамииопределениепорогакоагуляции
Налейте в пробирку 5 мл золя гидроксида железа (III), а в бюретку – 0,002 М раствора сульфата натрия. Из бюретки медленно приливайте раствор сульфата натрия в пробирку с золем гидроксида железа (III) при тщательном перемешивании. Признаком начала коагуляции считается помутнение золя по всему объему раствора. Вычислите порог коагуляции по формуле
C k = 5 1000 ,
где с – концентрация электролита, моль/л; ν – объем израсходованного электролита, мл; Ck – порог коагуляции, моль/л.
Повторите опыт, взяв в качестве коагулирующего электролита 0,002 М раствора Na3 PO4 . Определите порог коагуляции. Данные опытов занесите в таблицу:
Электролит |
Коагулирующий ион |
Порог коагуляции |
Относительная |
коагулирующая способность |
|||
Na2 SO4 |
2− |
||
SO 4 |
|||
Na3 PO4 |
3− |
||
PO 4 |
Относительная коагулирующая способность вычисляется делением более высокого порога коагуляции на более низкий порог коагуляции. Объясните, почему коагулирующая способность одного иона выше, чем другого?
Химия. Лаб. практикум |
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 14. ПОЛУЧЕНИЕ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ. УСТОЙЧИВОСТЬ КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ
Примерырешениятиповыхзадач
П р и м е р 1. Напишите формулу мицеллы для реакции
Na2 SO4 + BaCl2 = BaSO4 ↓ + 2NaCl – стабилизатор (избыток) Na2 SO4 .
Р е ш е н и е. Сульфат бария выпадает в осадок, его молекулы объединяются и образуют ядро коллоидной частицы m. На поверхности ядра адсорбируются из раствора ионы стабилизатора SO4 2– , близкие по природе к составу ядра, и частица приобретает отрицательный заряд. Эти адсорбированные ионы называются потенциалопределяющими. Отрицательно заряженная частица притягивает из раствора ионы противоположного знака – противоионы Ва2+ . Противоионы находятся в движении и часть их адсорбируется на частице. Адсорбированные потенциалопределяющие ионы и противоионы образуют адсорбционный слой. Другая часть противоионов находится в жидкой фазе и образует подвижный диффузионный слой. Ядро вместе с адсорбционным слоем называется коллоидной частицей и имеет заряд, одинаковый с зарядом потенциалопределяющего иона. Коллоидная частица и противоионы диффузного слоя образуют мицеллу. Заряд мицеллы равен нулю.
Строение мицеллы золя BaSO4 можно представить следующей схе-
{m nSO 2 4 − (n – x)Na+ }x– xNa+ .
П р и м е р 2. В каком порядке следует сливать растворы Na2 SO4 и BaCl2 , чтобы получить коллоидную частицу, несущую положительный электрический заряд?
Р е ш е н и е. В примере 1 получена коллоидная частица с отрицательным зарядом. Чтобы перезарядить ее, необходимо взять в качестве стабилизатора (в избытке) раствор BaCl2 и к нему приливать раствор Na2 SO4 . В данном случае в качестве потенциалопределяющих ионов будут адсорбироваться ионы Ва2+ , и частица приобретет положительный заряд, противоионы
– Cl– . Формула образующейся мицеллы будет иметь вид
{m nBa2+ (n – x)Cl– }x+ xCl– .
П р и м е р 3. Золь иодида серебра, получаемый по реакции
KJ + AgNO3 = AgJ + KNO3
Химия. Лаб. практикум |
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 14. ПОЛУЧЕНИЕ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ. УСТОЙЧИВОСТЬ КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ
Примеры решения типовых задач
при некотором избытке KJ, коагулируют растворами сульфата калия и ацетата кальция. Коагулирующее действие какого электролита сильнее?
Р е ш е н и е. Строение мицеллы золя следующее:
{m (n – x)J– xK+ }x– nK+ .
Ионами, образующими диффузный слой, т. е. противоионами, являются катионы К+ . Следовательно, при выяснении коагулирующего действия необходимо сравнить заряды катионов вводимого электролита. Так как заряд иона Са2+ выше заряда иона К+ , то в соответствии с правилом Шульце-Гарди коагулирующее действие Са(СН3 СОО)2 сильнее.
П р и м е р 4. Как изменится порог коагуляции золя As2 S3 , если для коагуляции 10 10–6 м3 золя потребуется 1,2 10–6 м3 раствора NaCl с концентрацией 0,5 кмоль/м3 ? Определите порог коагуляции под действием раствора MgCl2 концентрацией 0,036 кмоль/м3 (его потребуется 0,4 10–6 м3 на
10 10–6 м3 золя) и раствора AlCl3 концентрацией 0,01 кмоль/м3 (его потребуется 0,1 10–6 м3 на 10 10–6 м3 золя). Проверьте выполнение условия C1 k : С2 k : С3 k = = 729: 114: 1 = 1: (1/26 ) : (1/36 ) = 1: 0,016: 0,0014.
Р е ш е н и е. Воспользуемся формулой
Ck = cV w ,
где с – концентрация электролита (кмоль.м-3 ); V – объем раствора электролита; w – объем золя.
Формула справедлива при (V << w):
Ck (NaCl) = |
0,5 1, 2 10− 6 |
|||||||||
10− 6 |
||||||||||
0,036 0, 4 10− 6 |
||||||||||
Ck (MgCl2 ) = |
1,44 10 кмоль/м, |
|||||||||
10 10− 6 |
||||||||||
Ck (AlCl3 ) = |
0,01 0,1 10− 6 |
|||||||||
10 10− 6 |
||||||||||
Ck (NaCl): Ck (MgCl2 ): Ck (AlCl3 ) = 6 10–2 :1,44 10–3 :1 10–4 = 1:0,024:0,0017.
Из полученных расчетов следует, что условие коагуляции разноименно заряженными ионами удовлетворительно выполняется.
Химия. Лаб. практикум |
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 14. ПОЛУЧЕНИЕ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ. УСТОЙЧИВОСТЬ КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ
Контрольныевопросыизадачи
1. Какие системы называются дисперсными?
2. Чем отличаются истинные растворы, коллоидные и грубодисперсные системы?
3. Назовите методы получения дисперсных систем.
4. Чем объясняется устойчивость золей?
5. Что такое пептизация? Каковы виды пептизации?
6. Что такое химическая и физическая конденсация?
7. Какие условия должны соблюдаться при получении золя методом химической конденсации?
8. Напишите формулу мицеллы для реакций:
а) AgNO3 + NaCl = AgCl + NaNO3 – стабилизатор NaCl.
б) K4 + 2CuSO4 = Cu2 + 12KCl – стабилизаторCuSO4 .
9. Какой процесс называют коагуляцией и какой седиментацией?
10. Что такое порог коагуляции?
11. Как меняется коагулирующее действие электролита с ростом заряда ионакоагулятора и его размера?
12. На каких представлениях базируется теория ДЛФО?
13. Почему электролиты вызывают коагуляцию дисперсных систем?
14. Что такое нейтрализационная коагуляция и чем она отличается от концентрационной коагуляции?
Химия. Лаб. практикум |