Эмульсией называется дисперсная система, состоящая из взаимно нерастворимых жидких фаз. Вещества, образующие различные фазы, должны сильно отличаться по своей полярности. Как правило, эмульсии являются грубодисперсными системами, устойчивыми только в присутствии эмульгаторов (стабилизаторов).

Ход работы. В пробирку, заполненную наполовину дистиллированной водой, добавляют несколько капель растительного масла. Встряхивание ее содержимого приводит к образованию нестойкой (расслаивающейся) эмульсии. Добавьте в пробирку несколько капель раствора мыла. После взбалтывания смеси образуется стойкая (нерасслаивающаяся) эмульсия.

Стабилизирующее действие мыла вызывается тем, что его молекулы адсорбируются на поверхности капелек масла, ориентируясь группами –СОО^- к воде. В результате капельки приобретают отрицательный заряд, что препятствует их слипанию.

Конденсационные методы получения золей

Диспергационными методами достичь высокой дисперсности обычно не удается. Системы с размерами частиц 10^-6 - 10^-7 см получают конденсационными методами, не требующими затраты внешней работы.

Важнейшие физические методы получения дисперсных систем – конденсация из паров (например, образование тумана) и смена растворителя.

Опыт 3. Получение золя канифоли (или серы) методом замены растворителя

Ход работы. В пробирку наливают 4-5 мл воды, добавляют 1-2 капли насыщенного раствора канифоли (или серы) и содержимое пробирки энергично перемешивают. Образуется прозрачный опалесцирующий золь. Канифоль и сера растворимы в спирте, но нерастворимы в воде. При замене спирта водой молекулы растворенного вещества соединяются в агрегаты коллоидных размеров.

Методы химической конденсации также основаны на выделении новой фазы из перенасыщенного раствора. Однако в отличие от физических методов вещество, образующее дисперсную фазу, появляется в результате химической реакции.

Опыт 4. Получение золя гидроксида железа ( III) методом гидролиза

Ход работы. В пробирку с кипящей водой добавляют по каплям 2%-й раствор FeCl₃ до образования прозрачного красно-бурого золя гидрата окиси железа. Под действием высокой температуры равновесие реакции гидролиза хлорида железа (III) сдвигается в сторону образования гидроокиси железа.

FeCl₃ + 3H₂O ⇄  Fe(OH)₃ + 3HCl

Продукты гидролиза взаимодействуют друг с другом по следующей схеме:

Fe(OH)₃ + HCl ¾® FeOCl + 2H₂O

                                                оксохлорид железа (III)

FeOCl ¾®FeO⁺ + Cl^-

Строение образовавшихся мицелл схематически можно изобразить следующей формулой:

{ m[Fe(OH)₃] nFeO⁺ (n-х)Cl^-}^x+ хCl^-

Определите знак заряда золя (см. опыт 8).

Опыт 5. Получение золя йодистого серебра реакцией двойного обмена

Ход работы. В пробирку вносят 3-4 мл 0,01 н раствора нитрата серебра, несколько капель раствора йодида калия и перемешивают. Образуется желтоватый опалесцирующий золь йодистого серебра.

Строение мицеллы в этом случае выражается следующей формулой:

{ m[AgI] nI^- (n-х)K⁺}^x- хK⁺

Определите знак заряда золя (см. опыт 8).

Если взять KI и AgNO₃ в обратном соотношении, то получится положительный золь йодистого серебра.

Опыт 6. Получение золя берлинской лазури

Ход работы. В пробирку наливают 4-5 мл 0,1%-го ферроцианида калия и прибавляют 1-2 капли 2%-го раствора хлорида железа (III). Образуется золь берлинской лазури синего цвета:

3K₄[Fe(CN)₆] + 4FeCl₃ ¾® Fe₄[Fe(CN)₆]₃ + 12KCl

Его мицеллы имеют следующее строение:

{m Fe₄[Fe(CN)₆]₃ n[Fe(CN)₆]^4- (4n-х)K⁺}^x- xK⁺

Определите знак заряда золя (см. опыт 8).

Опыт 7. Получение золя железистосинеродистой меди (гексацианоферрат (II) меди) реакцией двойного обмена

Ход работы. К 10 мл 0,1%-го раствора K₄[Fe(CN)₆] приливают1 мл 1%-го раствора CuSO₄. Полученный золь имеет коричнево-красный цвет.

2CuSO₄ + K₄[Fe(CN)₆] ¾® Cu₂[Fe(CN)₆] + 2K₂SO₄

Определите знак заряда золя (см. опыт 8). Напишите формулу мицеллы, если в избытке CuSO₄.