Розв'язання типових завдань

Задача 1. Напишіть формулу міцели гідрозолю кремнезему.

Розв’язання. Поверхня агрегату міцели кремнезему, що складається з m молекул SiO₂, реагуючи з оточуючою його водою, утворює метакремнійову кислоту H₂SiO₃. Метакремнійова кислота — слабкий електроліт, що дисоціює на іони за схемою H₂SiO₃ = 2H⁺ + SiO₃^2- і виконує роль стабілізатора. Формула міцели такого золю має вигляд.

{[m SiO₂]^.n SiO₂^3-.2(n — x) H⁺}^.2x H⁺,.

де m — кількість молекул в агрегаті міцели; n — кількість потенціалвизначаючих іонів стабілізатора, адсорбованих поверхнею агрегату; (n — x) — кількість протиіонів, що входять в адсорбційний шар; x — кількість протиіонів, які утворюють дифузійний шар.

Задача 2. Напишіть формулу міцели золю йодиду срібла, якщо стабілізатором є розчин азотнокислого срібла. Вкажіть заряд колоїдної частинки, агрегат, ядро, колоїдну частинку і міцелу.

Розв’язання. Основу міцели складає m молекул AgI. Стабілізатор дисоціює на іони за схемою AgNO₃ = Ag⁺ + NO₃^-. На поверхні агрегату з розчину AgNO₃ адсорбується n іонів Ag⁺, які називаються потенціалвизначаючими. Протиіонами будуть іони NO₃^-. Міцела золю AgI буде мати наступну формулу:

Знак заряду колоїдної частинки визначається знаком заряду потенціалвизначаючих іонів. Таким чином, колоїдна частинка буде мати позитивний заряд. Критерієм правильності написання міцели є її електронейтральність: n (позитивних зарядів) = [(n — x) + x] (негативних зарядів), тобто число позитивних зарядів повинно дорівнювати числу негативних зарядів.

Задача 3. При отриманні золю CdS змішали 5 мл 0,03н. розчину CdCl₂ з 30 мл 0,01н. розчину H₂S. Напишіть формулу міцели отриманого золю та вкажіть заряд колоїдної частинки.

Розв’язання. При змішуванні речовини прореагують між собою за рівнянням.

CdCl₂ + H₂S = CdS + 2HCl.

Агрегатом міцели буде важкорозчинна сполука CdS. Будова міцели і заряд колоїдної частинки залежать від того, який з реагентів буде у надлишку. Розрахуємо кількість моль-еквівалентів кожного реагенту за рівнянням.

де C_i — молярна концентрація еквівалентів, моль-екв/л; V_i — об'єм розчину,?мл.

моль-екв

моль-екв.

Так як >, то у надлишку знаходиться реагент H₂S, який і буде виконувати роль стабілізатора. Припустимо, що H₂S дисоціює на іони за наступною схемою: H₂S = 2H⁺ + S^2-. За цих умов формула міцели буде мати вигляд.

{[m CdS] n S^2-.2(n-x) H⁺}^-.2x H⁺.

Колоїдна частинка матиме негативний заряд, так як потенціалвизначаючими іонами в даному випадку будуть іони S^2-.

Задача 4. Який об'єм 0,01н. розчину KBr треба додати до 10 мл 0,25н. розчину AgNO₃, щоб колоїдні частинки золю AgBr мали позитивний заряд? Напишіть формулу міцели цього золю.

Розв’язання. Між реагентами протікає реакція.

KBr + AgNO₃ = AgBr + KNO₃.

Щоб отримати золь з позитивно зарядженими частинками, необхідно мати у надлишку розчин AgNO₃. У відповідності до закону моль-еквівалентів С₁^.V₁ = C₂^.V₂. З цього рівняння визначимо об'єм KBr, який прореагує з 10 мл 0,25н. розчину AgNO₃.

мл розчину KBr.

Щоб розчин AgNO₃ був у надлишку, необхідно додати до нього об'єм KBr менший за 250 мл. В цьому випадку отриманий золь буде мати негативно заряджені частинки. Будова золю AgBr відповідатиме наступній формулі.

{[m AgBr] ^.n Ag+^.(n-x) NO₃^-}^.x NO₃^-.