Расчет реактора дегидрирования этилбензола

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

ПОЛУЧЕНИЕ КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ, ДИАЛИЗ, КОАГУЛЯЦИЯ

Вопросы коллоквиума

1. Понятие дисперсной системы. Особенности коллоидного состояния.
2. Классификация дисперсных систем.
3. Способы получения дисперсных систем.
4. Способы очистки золей.
5. Строение мицеллы гидрофобного золя.
6. Понятие коагуляции. Коагуляция электролитами. Правило Шульце-Гарди.Литература
1. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. – Л.: Химия, 1984.
2. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. – М.: Химия, 1989.
3. Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии. – М.: Химия, 1976.
4. Захарченко В.А. Коллоидная химия. М. : Высшая школа, 1989.
5. Щукин Е.Д., Перцов А.В. Коллоидная химия. М.: Высшая школа, 1992.

. Методика выполнения работы
I. Получение дисперсныхсистем.
Цель: приготовление дисперсных систем, которые в дальнейшем могут быть использованы для исследования их свойств.
В отчете указать способ получения золя, реакцию получения трудно растворимого соединения и формулу мицеллы, учитывая экспериментально найденный знак заряда коллоидной частицы.
1. Физическая конденсация (метод замены растворителя)
Золь серы
К 50 мл воды добавляют привзбалтывании 1 мл насыщенного (без нагревания) раствора серы в ацетоне или этиловом спирте. Т. к. сера в воде нерастворима, то при этом образуются мельчайшие ее коллоидные частицы, взвешенные в воде. Наблюдается явление опалесценции.
Как построены мицеллы в этом золе – неизвестно. Роль стабилизирующего вещества, по- видимому, играют продукты окисления спирта и примеси, имеющиеся в сере. Золи серы,полученные по этому методу, являются типичными лиофобными золями и легко коагулируют при добавлении электролита. Частицы серы заряжены отрицательно.

2. Химическая конденсация
РеакциИ восстановления. Золь диоксида марганца.
5 мл 1,5% раствора KMnO4 разбавляют водой до 50 мл. В разбавленный раствор вводят по каплям 1,5-2 мл 1% раствора Na2S2O3. Образуется вишнево – красный золь диоксидамарганца.

Реакции гидролиза. Золь гидроксида железа (III)
Реакция получения Fe(OH)3 идет по схеме: FeCI3 + 3H2O ↔ Fe(OH)3 + 3HCl
Поверхностные молекулы агрегата Fe(OH)3 вступают в реакцию с HCl:
Fe(OH)3 + HCl ↔ FeOCl + 2H2O
Молекулы FeOCl, подвергаясь диссоциации, образуют ионы FeO+ и CI−. Данное обстоятельство необходимо учесть при составлении формулы мицеллы.Для получения золя Fe(OH)3 к 50 мл кипящей воды по каплям добавляют 5-10 мл 2% раствора FeCl3. Золь имеет интенсивный красно - коричневый цвет.

Реакции двойного обмена. Золи берлинской лазури
а) К 20 мл 0,1% раствора K4[Fe(CN)6] прибавляют при энергичном взбалтывании 5-6 капель 2% раствора FeCl3. Получают золь, окрашенный темно - синий цвет.
б) К 20 мл 2% FeCl3 прибавляют приэнергичном взбалтывании 5-6 капель 0,1% раствора K4[Fe(CN)6]. Получают золь, окрашенный в зеленый цвет.
Чем отличаются полученные золи? Ответ обоснуйте.

3. Методы диспергирования (пептизация)
Золь берлинской лазури. В пробирку к 5 мл 2%-го раствора FeCI3 прибавляют 1 мл насыщенного раствора K4[Fe(CN)6]. Осадок отфильтровывают и промывают дистиллированной водой. При обработке осадка нафильтре тремя мл 0.1 н раствора щавелевой кислоты (пептизатор) фильтруется золь берлинской лазури, окрашенный в синий цвет. Анион С2О42- сильно адсорбируется на частицах осадка, сообщая им заряд и агрегативную устойчивость. Напишите формулу мицеллы.

4.Значение концентрации реагирующих веществ для получения коллоидных растворов
Размеры частиц при реакциях двойного обмена, в результатекоторого получаются нерастворимые продукты, зависят от концентрации реагирующих веществ. При очень высоких и очень низких концентрациях получают высокодисперсные (коллоидные) системы. В первом случае это объясняется возникновением одновременно очень большого количества центров кристаллизации (зародышевых центров), что связано с расходом всего реагирующего вещества....