Читать книгу Коллоидтық химияның көрнекі тəжірибелері - Əзімбек Қоқанбаев - Страница 3

1-тәжірибе. Диализ әдісімен кірнелерді тазарту

Тәжірибеге қажетті нәрселер: 1) Медициналық коллоидий (колоксилин ерітіндісі: қоспада 3 бөлік спирт және 15 бөлік эфир бар); 2) 0,1 н AgNO₃; 3) Тазартылмаған Fe(OH)₃ кірнесі; 4) 500 мл-лік конус тәрізді құты; 5) Қысқаша шыны түтікше; 6) Жіңішке жіп; 7) Үлкен кристализатор; 8) Бунзен тұрғысы.

Алдын ала жүргізілетін жұмыс: Жақсылап жуылған және кептірілген конус тәрізді құтыны коллоидиймен толтырамыз да, оны қайта төгіп, сауытты ақырын айналдыра отырып, коллоидийдің қалған мөлшерін оның қабырғаларына біркелкі жұқтырамыз. Коллоидий толық жабылып болған кезде, қалған қабыршық қатаяды. Ал қалған қабыршық қайнағанда құтыны ондағы спиртті аластату үшін бірнеше рет сумен шаямыз.

2-сурет. Қарапайым диализатордың сұлбасы

3-сурет. Ағын сулы Грим диализаторының сұлбасы mn-жартылай өткізгіш жарғақ

Тәжірибенің орындалуы: Коллоидтық бөлшектің ішіне немесе Грим диализаторына (3-сурет) жаңа дайындалған, тазартылмаған темір гидрокірнесін құйып, айдалған суы бар ыдысқа диализаторды саламыз. Айдалған судан аз мөлшерде алып, тәжірибе ретінде студенттерге көрсететін стақанға құйып, оған бірнеше тамшы, суда хлор иондарының жоқ екенін көрсету үшін, күміс нитраты ерітіндісін қосамыз. Сосын 10-15 минут өткеннен кейін тәжірибе үшін тағыда су жинап аламыз да, коллоидийлік целлофанның айналасындағы сұйықтықтан жеке хлор иондарын анықтаймыз.

Тәжірибенің нәтижесі: Диализатор қоршап тұрған судың түсі өзгермейді. Темір (III) гидрооксидінің коллоидтық бөлшектердің жарғақ арқылы өте алмайды. Диализ үдерісінің басында 10-15 мин. өткеннен кейін, жинап алынған сынама суда хлор иондары болады. Себебі AgNO₃ ерітіндісін қосқан кезде лайлану байқалады. Бұндай жағыдайда, электролиттер иондары (хлор иондары) жартылай өткізгіш жарғақ арқылы еркін диффузияланады.

Тәжірибенің түсіндірілуі: Диализ үдерісінің негізгі мағынасы ол: молекулалар және иондар жартылай өткізгіш жарғақ арқылы өтіп, еріткішке ауысуға мүмкіндіктерінің болуы.

Бұл үдеріс жарғақтың екі жағындағы молекулалар мен иондардың концентрациялалары арасында өзара тепе-тендік орнағанша созылады. Бірақ коллоидтық болшектердің өлшемдері үлкен болғандықтан жарғақ арқылы өте алмайды. Еріткішті жиі жаңарта отырып, кірнелерді қоспалардан тазартуға болады.

2-тәжірибе. Электрдиализ әдісі арқылы кірнелерді тазарту

Тәжірибеге қажетті нәрселер: 1) Тазартылмаған темір гидрокірнесі; 2) Электрдиализатор; 3) 300-400 B тұрақты ток көзі; 4) Волтметр; 5) Миллиаперметр; 6) Магниттік араластырғыш ММГ; 7) Айдалған суы бар ыдыс (шайқағыш).

1 – кернеу көзін қосуға арналған клемма; 2-электрод

4-сурет. Электрдиализатордың құрылымы: а) жалпы көрінісі; б) бүйірлік секцияларының ішкі көрінісі; в) орталық секция көрінісі

Құрылғының құрылысы: Негізінен электрдиализаторды плексигластан дайындайды. Бұл құрылғы бір-бірімен бұрандалар арқылы жалғасқан үш бөліктен тұратын жинамалы (алып-салынбалы) ыдыс болып табылады. Бөліктердің арасына резіңке сақиналы төселімдер салынған. Электродтар ретінде көбіне платина торлар немесе серіппелер қолданылады, олар шеткі бөліктерінің қабырғалары арқылы сыртқа шығарылған және клеммаға жалғастырылған. Целлофанның қиындыларын алдын ала сулап алады, сосын екі шеткі бөліктердің резіңке төсемдерінің арасына оларды салып, су ақпайтындай етіп қышқыш бұрандалармен қысады.

Тәжірибенің нәтижесі: Электрдиализатордың ортаңғы бөлігіне тазартылмаған темір гидрокірнесін, ал шеткі бөліктеріне айдалған су құямыз. Электрдиализаторды магниттік араластырғышқа қойып, ортаңғы бөлікке шыныға дәнекерленген магниттік араластырғышты жіберіп, платина электродтарын тұрақты ток көзіне қосамыз.

Электрдиализаторды вольтметр және минивольтметр арқылы қалай қосу керек екені (5-сурет) көрсетілген. Магниттік бұлғағышты қосып, тұрақты ток көзі арқылы платина электродына кернеу бере отырып, миллиамперметрдің көрсеткіштерін бақылаймыз.

5-сурет. Кернеу көзіне вольметр, амперметр және электродиализаторды қосу сұлбасы

Ескерту: Тәжірибені 1-2 минуттың ішінде көрсетуге болады. Тұрақты ток көзі ретінде кең таралған ВСА-4 түзеткішін қолданған дұрыс.

Тәжірибенің түсіндірілуі: электрдиализаторды қоса салған кезде, ток тізбегінде ток күші өте аз болады. Бірақ электролиттердің целлофен жарғағы арқылы ауысуы нәтижесінде ток күшінің өзгерісіне қарап электрдиализаторда өтіп жатқан құбылыстарға қорытынды жасап айтуға болады.

3-тәжірибе. Ультрасүзу әдісімен кірнелерді тазарту

Тәжірибеге қажетті нәрселер: 1) Коллодий ерітіндісі; 2) Канифоль ерітіндісі; 3) Судағы қара туштың кірнесі; 4) Бунзен құтысы; 5) Бюхнер құйғысы; 6) Комовскийдің сорғысы; 7) Үшжүрістік шүмек; 8) Кірнесіз сүзгіштер; 9) Ультрасүзуге арналған құрылғы; 10) Талшықтас торы; 11) 500 мл-лік құты; 12) Жазық параллель қабырғалалары бар бірнеше кішкене ыдыстар; 13) Бунзен жанарғы; 14) Үшаяқты тұрғы.

Алдын ала жүргізілетін жұмыс: Ультрасүзу әдісі үшін жарғақты былай дайындауға болады. Түбі жазық, ұсақ тесікті кәрденді Бюхнер құйғысына кірнесіз сүзгішті құйғыштың түбіндегі саңлауларының бәрі жабық тұратындай етіп саламыз, бірақ сүзгіштің бойымен жоғары көтеріліп кетпейтіндей болу керек. Құйғышты Камовский сорғысы жалғанатын Бунзен құтысына резіңке тығыны арқылы орналастырамыз. Құйғыға ыстық айдалған су құйып, сорғыны қосып ағызамыз. Содан соң дымқыл сүзгіш 10-15 мл сулы жылытқышта жылытылған 4 %-дық коллодий ерітіндісін құямыз да, сүзгіштің барлық бетінде, коллодий біркелкі таралғанша құйғыны айналдырып отырамыз. Қалған коллодийдің артық мөлшерін толығымен ағызып жібереміз. Ауада 10-15 минут кептіргеннен кейін құйғыға коллодий ерітіндісін қайта құйып, жоғарыдағы ретпен тәжірибені қайталап, орындап шығамыз. Екінші рет кептірген сүзгішті 20-30 минут, айдалған суға салып қоямыз, содан кейін ғана ары қарай жұмыс істеуге жарамды болады.

Енді 6-суретте көрсетілгендей, ультрасүзуге арналған құрылғыны құрастырамыз. Бюхнер құйғысының түбіне дайындалған ультрасүзгішті, ал бетіне ені 5 мм-дей болатын төселімді резіңкелі сақиналы төңкерілген шыны құйғыны орналастырамыз. Оны эбонит табақшасы, резіңкелі шайбы және қысатын винттер арқылы Бюхнер құйғысына тығыздап қысамыз. Егер сорғыны қысқанда құйған су жарғақ арқылы 2-4 секундта 1 тамшыдан аспайтындай жылдамдықпен өтсе, онда ультрасүзгі, тәжірибені жүргізуге жарамды болып есептелінеді.

Тәжірибенің оындалуы: Ультрасүзу үшін құйғыға алдымен канифоли кірнесін құйып, Камовский сорғысын қосып аламыз да, ультрасүзгіш арқылы сүземіз. Қажетті мөлшердегі сүзіндіні жинап аламыз да, тәжірибені тоқтатып, қалған кірнені жазық параллельді қабырғалары бар ыдысқа құямыз. Ультрасүзгішті шайқап алғаннан кейін осындай ретпен тәжірибені туштың судағы кірнесімен жасаймыз. Бірақ бұл тәжірибе үшін туш ерітіндісі сұр түске дейін сұйылтып алу керек. Ең бірінші бастапқы ультрасүзгіштерді екінші екі кірненің де бастапқы ерітінділерін, үшінші қалған ультрасүзгіштерді өзара бір-бірімен салыстырамыз.

1) Бюхнер құйғысы 2) Резіңке төсеніші 3) Шыны құйғы 4) Эбонит пластинкасы 5) Қысқыш винт 6) Бунзен құтысы

6-сутет. Коллоидтық ерітінділерді ультрасүзгілеуге арналған аспап

Тәжірибенің нәтижесі: Екі кірненің де ультрасүзінділері мүлде түссіз, сондықтан олар іс-жүзінде Тиндаль конусын бермейді. Канифоль мен қара туштың өздерінің бастапқы ерітінділерімен салыстырғанда концентрленген кірнелерінің ультрасүзіндісі күшті қарқындылықта болады.

Ескерту: Камовский сорғының орнына күшті су ағызатын сорғыны пайдалануға болады. Ультрасүзу әдісін тазартылмаған темір гидроксиді кірнелеріне қолдануға болады. Бұл жағдайда ультрасузгіштен хлор иондарын күміс нитраты арқылы табуға болады.