Nr zespołu:4 Nr grupy:33	Ćwiczenie numer 5.	Data: 23.10.1997
P. Piłat A. Sendłak J. Kazek	Otrzymywanie i własności roztworów koloidalnych.	Ocena:

CZĘŚĆ TEORETYCZNA:

Koloidami nazywamy układy dyspersyjne, w których średnica cząstek rozproszonych w jakimś ośrodku jest rzędu 1-500nm. Koloidy są układami termodynamicznie nietrwałymi. Jednym z podstawowych warunków stabilizacji większości układów koloidalnych jest ładunek elektryczny fazy rozproszonej.

Koloidy można podzielić na dwie grupy:

lifilowe - cząstki fazy rozproszonej łączą się z cząsteczkami ośrodka dyspersyjnego, co nazywamy solwatacją (w wodzie - hydratacją) - np. białka, tanina, żelatyna

liofobowe - czynnikiem stabilizującym jest głównie ładunek elektryczny, mogą też ulegać solwatacji, ale w bardzo nieznacznym stopniu - np. zole metali, soli metalicznych, wodorotlenków metali

Stan koloidu, w którym jego cząstki nie mają ładunku elektrycznego nazywamy punktem izoelektrycznym koloidu. Koloidy liofilowe wykazują zawsze większą lepkość od czystego rozpuszczalnika. Lepkość ich może ponadto zależeć od wielkości ładunku elektrycznego zgromadzonego na cząstkach. Wielkość i znak ładunku zależą od pH roztworu. Mierząc lepkość roztworów o różnych pH i jednakowych stężeniach żelatyny można określić warunki, w których cząstki są elektrycznie obojętne. Można więc określić pH punktu izoelektrycznego gdyż lepkość w tym punkcie jest najmniejsza.

Koagulacja polega na zmniejszeniu się stopnia dyspersji układów koloidalnych, a więc na łączeniu się cząstek fazy rozproszonej w większe zespoły. W wyniku koagulacji zole przechodzą w żele.

Pęcznienie polega na wchłanianiu ośrodka dyspersyjnego przez żel i jest charakteryzowane przez dwa parametry: wzrost objętości i ciśnienie pęcznienia.

CZĘŚĆ PRAKTYCZNA:

Zadanie 1.

Określanie wpływu pH oraz rodzaju elektrolitu na wielkość pęcznienia białka. Wyznaczenie położenia punktu izoelektrycznego.

ODCZYNNIKI

• roztwory 0,1 m CH₃COOH i CH₃COONa

• płytki żelatyny

WYKONANIE ĆWICZENIA

• sporządzenie roztworów buforowych przez zmieszanie CH₃COOH i CH₃COONa wg podanych stosunków

• zmierzenie pH otrzymanych buforów

• zważenie suchych płytek żelatyny

• umieszczenie płytek w roztworach buforowych na 45 minut

• zlanie z zlewek przez dekantację roztworów buforowych i ostrożne osuszenie bibułą napęczniałych płytek żelatyny

• zważenie napęczniałych płytek

WYNIKI

Roztwory buforowe i ich pH.

roztwór	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
0,1 m CH3COOH	30	30	30	30	20	10	5	7	8	2
0,1 m CH3COONa	2	4	5	10	20	30	30	30	30	40
pH	4,03	4,23	4,29	4,51	4,89	5,31	5,56	5,53	5,46	6,13

Wyniki pomiarów mas żelatyny przed i po pęcznieniu.

masa żelatyny przed pęcznieniem	masa żelatyny po pęcznieniu	pH	p
0,7181	1,1248	4,03	0,566
0,7163	1,0867	4,23	0,517
0,7177	1,0452	4,29	0,456
0,7178	0,9755	4,51	0,359
0,7095	0,9148	4,89	0,289
0,6905	0,8107	5,31	0,174
0,7198	0,8275	5,46	0,149
0,7141	0,8086	5,53	0,132
0,7068	0,8135	5,56	0,150
0,7059	0,8271	6,13	0,171

Zadanie 2.

Otrzymywanie różnych roztworów koloidalnych oraz badanie wpływu różnych czynników na ich koagulację.

ODCZYNNIKI

• 0,1 n Na₂S₂0₃ i H₂SO₄

• 1% roztwór żelatyny

WYKONANIE ĆWICZENIA

• do zlewki zawierającej roztwór tiosiarczanu sodu wprowadzić szybko roztwór kwasu siarkowego i obserwować zlewkę w świetle bocznym moment wytworzenia zolu (opalizacja roztworu), mierząc czas powstania

• później do dwóch wybranych stosunków tiosiarczanu sodu i kwasu siarkowego dodajemy 1% roztwór żelatyny i obserwujemy czas pojawienia się zolu

RÓWNANIE REAKCJI

Na₂S₂0₃ + Na₂SO₄ = Na₂SO₄ + SO₂ + H₂O + S_koloid

WYNIKI

t₀ - czas pojawienia się zolu dla próby tylko z solą i kwasem

t₁ - czas pojawienia się zolu dla próby z solą, kwasem i żelatyną

VKWASU [cm^3]	VSOLI [cm^3]	t0 [s]	t1 [s]
10	10	43,0	-
10	5	56,6	-
15	2	124,0	-
5	10	31,4	43,2
2	15	35,6	62,6

WNIOSKI

ad 1)

Pęcznienie jest jedną z wielu cech charakterystycznych dla koloidów liofilowych, odróżniających je od koloidów liofobowych. Żelatyna jest więc koloidem liofilowym. Wyznaczając zależność pęcznienia żelatyny od pH możemy wyznaczyć punkt izoelektryczny. W naszym przypadku jest to dla pH około 5,53. Pęcznienie koloidów liofilowych było i jest nadal często wykorzystywane.

ad 2)

Czas tworzenia zolu siarki jest zależny od stosunku objętości kwasu do soli. Przy czym im więcej soli w stosunku do kwasu, tym zol pojawia się szybciej. Dodanie do układu kwas - sól roztworu żelatyny, która jest koloidem fiofilowym spowalnia tworzenie się zolu. Koloidy liofilowe są używane jako koloidy ochronne.

---