Лабораторная работа: золи иодида серебра, размер коллоидных частиц

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего образования
«Южно-Уральский государственный университет
(национальный исследовательский университет)»
Институт естественных и точных наук
Кафедра «Экология и химическая технология»
ОТЧЁТ
ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №3
Получение золей иодида серебра. Определение среднего размера
коллоидных частиц.
Выполнили:
студенты группы ЕТ-334
Беляева А.В., Вайгель Н.В.,
Сорокин Г.С., Яхина Д.Э.
«__» _____________ 2025 г.
Проверила: Мосунова Т.В.
«__» _____________ 2025 г.
Челябинск 2025
Получение золя иодида серебра
Цель работы
Получить золи в результате проведения химической реакции.
Реактивы
1. Нитрат серебра, 0,01 н раствор.
2. Иодид калия, 0,01 н раствор.
3. Хлорид железа (III), 2 %-ный раствор.
Порядок выполнения работы
1. Получение золей галогенидов серебра
В 3 колбы наливают по 10 мл 0,01 н раствора нитрата серебра. По каплям
при интенсивном перемешивании добавляют в первую колбу 3 мл, во
вторую – 9 мл, в третью – 10 мл 0,01 н раствора йодида калия.
Повторяют опыт, но в колбы наливают по 10 мл 0,01 н раствора иодида
калия и по каплям при интенсивном перемешивании добавляют в первую
колбу 3 мл, во вторую – 9 мл, в третью – 10 мл 0,01 н раствора нитрата
серебра.
Объяснить наблюдаемые явления. Написать уравнение реакции.
Нарисовать формулы мицелл для различных золей.
Уравнение реакции:
AgNO3 + KI → AgI↓ + KNO3
В первом случае в избытке был взят раствор нитрата серебра.
Образующиеся в результате реакции кристаллы AgI находятся в растворе,
содержащем ионы К+,NO3-, I-. Происходит процесс адсорбции ионов, в
котором кристаллы AgI являются адсорбентом. В этом случае в соответствии
с правилом Панета-Фаянса кристалл AgI будет адсорбировать ионы Ag+.
Во втором случае в избытке был взят йодид калия. В данном примере
кристалл йодида серебра будет адсорбировать уже ионы I- (в соответсвии с
правилом Панета-Фаянса.
Формула мицеллы золя AgI, стабилизированного нитратом серебра:
−
Х+
{m[AgI]∙nAg+∙(n–x) NO−
3 } ∙xNO3
Формула мицеллы золя AgI, стабилизированного иодидом калия:
{m[AgI]∙nI-∙(n–x)K+}х-∙xK+
Определение среднего размера коллоидных частиц
Цель работы
1. Ознакомиться с методом турбидиметрии.
2. Определить средний размер коллоидных частиц золя иодида серебра.
Реактивы и оборудование
1. Нитрат серебра, 0,01 н раствор.
2. Иодид калия, 0,01 Н раствор.
3. Фотоколориметр КФК-2МП.
Порядок выполнения работы
Определение размера частиц йодистого серебра
В колбу на 50 мл наливают 10 мл 0,01 н раствора иодида калия и при
сильном перемешивании добавляют 7 мл 0,01 н раствора нитрата серебра. В
левую ячейку на все время измерений устанавливается кювета с
дистиллированной водой, в правую – кювета с золем.
Произвести измерение на фотоколориметре со светофильтрами № 38
(λ = 400750 нм) в соответствии с инструкцией к прибору.
Результаты эксперимента занести в таблицу
Полученные данные представили в виде графика зависимости в
координатах lg R – lg λ (рис. 1) принимая, что в бесцветном золе ослабление
проведшего светового потока обусловлено только светорассеянием. По углу
наклона полученной прямой определили n – показатель степени в уравнении
Рэлея для интенсивности рассеянного света.
Таблица 3.1
Результаты эксперимента
Длина волны
λ, нм
400
440
490
540
590
670
750
lg λ
T%
R % = 100-T %
lg R %
2,602
2,643
2,690
2,732
2,771
2,826
2,875
4,96
15,53
33,28
53,15
60,90
71,76
88,07
95,04
84,47
66,72
46,85
39,10
28,24
11,93
1,978
1,927
1,824
1,670
1,592
1,451
1,077
lg R – lg λ
2,5
2
lg R
1,5
y = -3,0935x + 10,104
1
0,5
0
2,55
2,6
2,65
2,7
2,75
2,8
2,85
lg λ
Рисунок 1- График зависимости в координатах lg R – lg λ
2,9
Расчёт показателя n:
lgR % = lgk – 2 – n lg λ
1,978 = lg(3,0935)-2-n*2,602
n=1,34
По графику зависимости Х = f (r), где Х = n в уравнении (3.13) определили
средний размер частиц (рис. 3.4).
X
4,5
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0
20 40 60 80 100 120 140 160 180
r, нм
Рис. 3.4. Определение среднего размера коллоидных частиц
Средний размер частиц равен 112 нм (r=112 нм).
Вывод: в ходе лабораторной работы мы получили золь йодида серебра в
результате проведения химической реакции, а также ознакомились с методом
турбидиметрии и определили средний размер коллоидных частиц, который
равен 112 нм.