Строение мицеллы. Задачи 136 — 138

Как образуются и каково строение коллоидных частиц

Золь гидроксида железа

Задача 136.
Почему золь гидроксида железа, полученный при гидролизе FeCl3, имеет вид прозрачного плотного чая, а этот же золь, полученный пептизацией, значительно светлее и немного каламутный?
Решение:
1. Получение золя гидроксида железа (III) при гидролизе

Золь гидроксида трехвалентного железа получают гидролизом хлорида железа(III). Гидролиз соли FeCl3 происходит по стадиям, причем скорость и степень гидролиза возрастают при повышении температуры и увеличении разведения:

FeCl3 + H2O ↔ FeOHCl2  + HCl (1)
FeOHCl2 + H2O ↔ Fe(OH)2Cl + HCl (2)
Fe(OH)2Cl + H2O ↔ Fe(OH)3 + HCl. (3)

Так как на каждой ступени гидролиза выделяется HCl, то равновесие на последней стадии сдвинуто влево, т.е. гидролиз не протекает до конца и в системе присутствуют как Fe(OH)3, так и Fe(OH)2Cl. Дигидрохлорид железа (III) при нагревании подвергается дегидратации:

Fe(OH)2Cl ↔ FeOCl + H2O (4)

Образующаяся соль FeOCl играет роль стабилизатора.
Уравнение реакции в общем виде:

FеСl3 + 3Н2О = Fе(ОН)3 + 3НСl

Так как на каждой ступени гидролиза выделяется HCl, то равновесие на последней стадии сдвинуто влево, т.е. гидролиз не протекает до конца и в
системе присутствуют как Fe(OH)3, так и Fe(OH)2Cl. Дигидрохлорид железа(III) при нагревании подвергается дегидратации:

Видео:СТРОЕНИЕ МИЦЕЛЛЫ - урок 1Скачать

СТРОЕНИЕ МИЦЕЛЛЫ - урок 1

Fe(OH)2Cl ↔ FeOCl + H2O

Образующаяся соль FeOCl играет роль стабилизатора.
Элементарная частица золя называется мицеллой
В результате гидролиза FeCl3 образуется красно-коричневый золь гидроксида железа(III). Строение мицеллы полученного золя можно изобразить следующим образом:

{m[Fe(OH)3]·nFeO+ · (n-x)Cl}x+ · xCl, где 

m[Fe(OH)3] — агрегат; [Fe(OH)3]m · nFeO+ — ядро; {m[Fe(OH)3]·nFeO+ · (n-x)Cl}x+ – коллоидная частица (гранула); nFeO+ · (n-x)Cl — адсорбционный слой; 
xCl — диффузный слой; FeO+ — противоион; (n-x)Cl противоионы адсорбционного слоя; xCl — противоионы диффузного слоя. 

2. Получение гидрозоля гидроксида железа (III) методом пептизации

Сначала приготовливается осадок гидроксида железа (III) по реакции FeCl3 и концентрированного раствора NH4OH. При этом образуется осадок гидроксида железа по уравнению:

FeCl3 + NH4OH = Fe(OH)3 + 3NH4Cl

Полученный осадок Fe(OH)3 отмывают от хлорида аммония и избытка аммиака дистиллированной водой. К промытому осадку приливают примерно 100 мл дистиллированной воды.
Далее к взмученному в дистиллированной воде осадку Fe(OH)3, в качестве пептизатора, вливают 2%-ный раствор FeCl3. Содержимое тщательно перемешивают и нагревают. При этом осадок Fe(OH)3 переходит в раствор, образуя высокодисперсный золь гидроксида железа. 
Пептизатором осадка служит оксихлорид железа, образующийся в результате реакции:

FeCl3 + H2O ↔ FeOCl + 2HCl

Молекулы FeOCl в растворе диссоциируют на ионы FeO+ и Cl. Ионы FeO+, адсорбируясь на частицах Fe(OH3), сообщают им положительный заряд. Получается вишнево-красный золь Fe(OH)3. Нужно иметь, что гидролиз насыщенного раствора FeCl3 практически не идет.
Схема строения мицеллы образующегося гидрозоля гидроксида железа такая же, как и при гидролизе соли FeCl3:

{m[Fe(OH)3]·nFeO+ · (n-x)Cl}x+ · xCl

Видео:СТРОЕНИЕ МИЦЕЛЛЫ - урок 2Скачать

СТРОЕНИЕ МИЦЕЛЛЫ - урок 2

Таким образом, золь гидроксида железа, полученный при гидролизе FeCl3, имеет вид прозрачного плотного чая (красно-коричневый), а тот же золь, но олученный пептизацией, значительно светлее (вишнево-красный) и немного каламутный. Это объясняется тем, что гидролизный золь, за счет присутствия в растворе примесей от гидролиза соли FeCl3 имеет более окрашенный коллоидный раствор, а тот же золь, но полученный методом пептизации, коллоидный раствор содержит меньше примесей за счет отсутствия гидролиза соли FeCl3.

1. химизм получения золя методом гидролиза:

FeCl3 + H2O ↔ FeOHCl2  + HCl (1)
FeOHCl2 + H2O ↔ Fe(OH)2Cl + HCl (2)
Fe(OH)2Cl + H2O ↔ Fe(OH)3 + HCl. (3)
Fe(OH)2Cl ↔ FeOCl + H2O. (4)

Уравнение реакции в общем виде:

FеСl3 + 3Н2О = Fе(ОН)3 + 3НСl.

2. Метод пептизации:

Видео:Схема строения мицеллыСкачать

Схема строения мицеллы

FeCl3 + NH4OH = Fe(OH)3 + 3NH4Cl
FeCl3 + H2O ↔ FeOCl + 2HCl

Схема строения мицеллы образующегося гидрозоля гидроксида железа такая же, как и при гидролизе соли FeCl3 и при пептизации:

{m[Fe(OH)3]·nFeO+ · (n-x)Cl}x+ · xCl
 


Формула и строение мицеллы карбоната кальция

Задача 137.
Какова формула  и схема  строения мицеллы, полученной  при действии избытка  Na2CO3 на CaCl2?
Решение:
Составление формулы мицеллы, полученной при взаимодействии хлорида кальция с избытком карбоната натрия:

CaCl2 + Na2CO3(изб) = CaCO3 + 2NaCl

mCaCO3  -зародыш(агрегат) — нерастворимое вещество, образовавееся в ходе реакции, где

Видео:МицеллаСкачать

Мицелла

m-коэффициент, указывающий число частиц вещества.

CaCl2-противоион(ПИ)
Диссоциация вещества, взятого в избытке:

Na2CO3 = 2Na+ + CO32–

n CO32– — потенциалопределяющие ионы, адсорбирующие на зародыше. Они составляют агрегат мицеллы [mCaCO3]·n CO32–.
Часть противоионов адсорбируется непосредственно на ядре и оставляет адсорбиционный слой противоионов, его обозначают в данном случае 2(n-x)Na+.
Ядро с с адсорбиционным слоем противоионов составляет гранулу мицеллы —

{[mCaCO3]·n CO32– · 2(n-x)Na+}.

Гранула имеет заряд, знак которого определяется знаком заряда потенциалопределяющих ионов, в данном случае «2х-» —

[mCaCO3]·n CO32– · 2(n-x)Na+}2х–.

Заряд гранулы нейтрализуется противоионами диффузного слоя, число которых составляет 2хNa+.

Схема строения мицеллы золя CacO3, полученного в избытке Na2CO3

Видео:решение задач на примесиСкачать

решение задач на примеси

Катионы Са2+ будут связаны в агломерат (зародыш) и никак не могут быть противоионами для гранулы.
А вот катионов натрия Na+ в растворе «море».
Поэтому мицелла будет иметь вид:

[mCaCO3]·n CO32– · 2(n-x)Na+}2х–· xNa+.
 


Строение мицеллы фосфата меди

Задача 138.
Составить из ядра формулу, а потом из формулы мицеллу. Ядро — Cu3(PО4)2.
Решение:
Получение гидрозоля Cu3(PО4)2 возможно при реакции:

3CuCl2 + 2Na3PO4 = Cu3(PO4)2 + 6NaCl

Такое ядро могут иметь 3 разных мицеллы.

Рассмотрим случай, если в избытке Na3PO4, значит, в качестве потенциалопределяющих ионов, т.е. ионов, входящих в его состав и находящиеся в растворе в избытке, выступают PO43–.

Далее, к ядру притягиваются противоположно заряженные ионы – противоионы, которые компенсируют заряд твердой фазы и образуют адсорбционный слой. Противоионами будут служить, ионы, содержащиеся в растворе, но не входящие в состав агрегата – Na+.
Формула мицеллы золя будет выглядеть следующим образом:

Видео:СТРОЕНИЕ МИЦЕЛЛЫ - урок 4Скачать

СТРОЕНИЕ МИЦЕЛЛЫ - урок 4

{m[Cu3(PO4)2]·nPO43– · 3(n-x)Na+]3x–·3xNa+  

Из чего следует:
m[Cu3(PO4)2] — ядро мицеллы;
m[Cu3(PO4)2]·nPO43– — агрегат (плюс потенциалопределяющие ионы);
{m[Cu3(PO4)2]·nPO43– · 3(n-x)Na+]3x– — гранула.
3(n-x)Na+ — адбсорбционный слой ионов;
3xNa+ — диффузионный слой ионов.

 


 

📹 Видео

Урок 142. Простейшие задачи на вычисление числа и массы молекулСкачать

Урок 142. Простейшие задачи на вычисление числа и массы молекул

СТРОЕНИЕ МИЦЕЛЛЫ - урок 3Скачать

СТРОЕНИЕ МИЦЕЛЛЫ - урок 3

Задача недели. Химия. №43. Законы РауляСкачать

Задача недели. Химия. №43. Законы Рауля

Совместный гидролиз за 12 минут | ХИМИЯ ЕГЭ | СОТКАСкачать

Совместный гидролиз за 12 минут | ХИМИЯ ЕГЭ | СОТКА

Молярная концентрация. 10 класс.Скачать

Молярная концентрация. 10 класс.

Влияние температуры на скорость химических реакций. Практическая часть. 10 класс.Скачать

Влияние температуры на скорость химических реакций. Практическая часть. 10 класс.

Задача на расчет молярной концентрации (См) по схемам ОВР + титрование.Скачать

Задача на расчет молярной концентрации (См) по схемам ОВР + титрование.

Урок 153 (осн). Вычисление сопротивления проводника. Удельное сопротивлениеСкачать

Урок 153 (осн). Вычисление сопротивления проводника. Удельное сопротивление

Генетика за час! Законы Менделя, решение генетических задач. Подготовка к ЕГЭ по биологии. Часть 1Скачать

Генетика за час! Законы Менделя, решение генетических задач. Подготовка к ЕГЭ по биологии. Часть 1

Дифференциальные уравнения 13. Изопериметрические задачиСкачать

Дифференциальные уравнения 13. Изопериметрические задачи

Лекция 6.2 | Пример решения задачи по панельному методу | Потенциальные течения жидкостиСкачать

Лекция 6.2 | Пример решения задачи по панельному методу | Потенциальные течения жидкости

Задача А. ДезинфекцияСкачать

Задача А. Дезинфекция

Гидролиз солей. Практическая часть. 10 класс.Скачать

Гидролиз солей. Практическая часть. 10 класс.
Поделиться или сохранить к себе:
Конспекты лекций по химии