Методические рекомендации к проведению лабораторно-практических занятий по коллоидной химии на тему: Гидрозоли. Получение, устойчивость, коагуляция, Электрокинетические явления в коллоидных системах.

В разное время разными исследователями было предложено множество приборов для осуществления этого метода. Наиболее простым по устройству является прибор Кёна. Это широкая стеклянная U образная трубка, каждое колено которой внизу имеет стеклянный кран с диаметром отверстия, равным внутреннему диаметру трубки. Верхние части обоих колен имеют градуировку, каждое большое деление которой равно 1 см. В оба колена трубки вводят платиновые электроды. Коллоидный раствор в прибор вводится с помощью специальной воронки, соединённой узкой стеклянной трубкой с краном с нижней частью U –образной трубки.

Прибор готовится для работы следующим образом: в нижнюю часть U – образной трубки при открытых кранах с помощью воронки вводят исследуемый коллоидный раствор в таком количестве, чтобы его уровень оказался несколько выше кранов, затем закрывают краны на обоих коленах и на трубке, соединяющей прибор с воронкой. Пипеткой или путём простого наклона всего прибора из обоих колен удаляют избыточную жидкость над кранами. После этого в оба колена вводят « боковую жидкость» так чтобы уровни её в обоих коленах находились на одной высоте и лежали на 2 –3 см выше градуировки. В каждое колено вставляют укреплённый на резиновой пробке электрод и осторожно открывают краны ( медленно и одновременно) в обоих коленах.

Определение сводится к измерению времени за которое в одном из колен трубки после включения постоянного тока определённой силы граница раздела коллоидная система – « боковая жидкость» передвинется по шкале на высоту 1 см.

Таких определений, не выключая тока, производят несколько и для вычисления скорости электрофореза берут среднее значение. С помощью вольтметра, подключенного параллельно в цепь, отмечают напряжение тока на электродах, оно должно составлять 100¸120 В.

В конце работы измеряют расстояние между двумя электродами по длине трубки для вычисления градиента внешнего потенциала.

При выборе «боковой жидкости» руководствуются определенными требованиями к ее свойствам и составу, « боковая жидкость» должна быть:

Прозрачной; Не оказывать влияние на Z- Потенциал переходящих в нее из золя коллоидных частиц; Обладать электропроводностью, равной или немного большей электропроводности коллоидной системы для обеспечения резкой границы раздела.

В качестве « боковой жидкости» в растворе берется 1% раствор NH4Cl.

Опытные данные заносят в таблицу по формуле:

Напряжение Е на электродах …. В;

Расстояние между электродами l = ….. см;

Градиент потенциала Н = Е/L.

Таблица 1. Результаты эксперимента

Электролитическую подвижность - путь, проходимый частицами в секунду при градиенте потенциала 1 В/см, расчитывают по формуле:

H – путь пройденный частицами за t – сек.;

Н – градиент потенциала внешнего электрического поля;

Е – разность потенциалов, В;

L – расстояние между электродами, см.

Электрокинетический Z- Потенциал рассчитывают по уравнению Гельмгольца – Смолуховского:

U – Электрофоретическая подвижность;

H - Вязкость среды;

E - диэлектрическая постоянная растворителя.

Или в системе Си:

F – 3/2 – фактор формы шарообразных частиц;

U – h/t, м/c – скорость движения частиц золя;

Н = Е/L, В/м – градиент внешнего поля;