Органическая, физическая и коллоидная химия (стр. 10 )

9. Завершить запись мицеллы, указав диффузный слой, который состоит из остальных противоионов.

  адсорбционный слой  диффузный слой

{m[АgС1]  nАg+  (n–х) NO3–}+х  xNO3-

  ядро  потенциал-  противоионы

  определя­ющие ионы

  коллоидная частица (гранула)

  мицелла

Гранула заряжена положительно, поэтому при электрофорезе будет двигаться к катоду.

Задача 8.  Золь  иодида  серебра получен смешиванием  25 мл  0,008 н. раствора KI и 18 мл 0,01 н. раствора AgNO3. Написать строение мицеллы, определить знак заряда гранулы. Какой электролит, Ca(NO2)2 или  Na2SO4, имеет меньшее значение порога коагуляции?

Решение. Уравнение взаимодействия растворов электролитов имеет следующий вид:

KI  +  AgNO3 = AgI↓ + KNO3.

В осадок выпадает вещество AgI, следовательно, оно является ядром коллоидной частицы и заключается в квадратные скобки. Ядро адсорбирует на своей поверхности те ионы электролита, находящегося в избытке, которые способны достраивать кристаллическую решетку ядра. Эти ионы называют потенциалопределяющими,  их записывают сразу после ядра, и они входят в адсорбционный слой. В нашем  случае  в избытке находится  иодид калия  КI, что следует из сравнения химического количества взятых электролитов:

n (KI) = 25 ∙ 0,008 = 0,2 моль > n (AgNO3) = 18 ∙ 0,01 = 0,18 моль.

При диссоциации KI образуются ионы К+ и I–, но достраивать кристаллическую решетку AgI могут только ионы I–,  значит иодид-ионы будут потенциалопределяющими ионами. Ионы К+, имеющие противоположный знак, являются противоионами. Часть противоионов  (n – х) располагается в адсорбционном слое, а оставшаяся часть  (х) – в диффузном слое. Ядро и адсорбционный слой образуют заряженную коллоидную частицу, которую также называют гранулой. Гранула заключается в фигурные скобки. Гранула будет заряжена отрицательно. Мицелла состоит из гранулы и диффузного слоя. Мицелла электронейтральна. Строение мицеллы будет записано следующим образом:

{ m [ AgI ] n I - (n – x) K+ }x - ∙ K+.

Так как гранула заряжена отрицательно, по правилу Щульце-Гарди коагуляция будет вызвана положительно заряженными ионами Ca2+  и Na+, а большей коагулирующей способностью обладает Ca2+, следовательно,  наименьший порог коагуляции имеет Ca(NO2)2. 

Задача 9. Определить знак заряда белка с изоэлектрической точкой (ИЭТ) = 7,8, если белок помещен в раствор с концентрацией ионов водорода 10 –5 моль/л.

Решение. Для определения знака заряда белка необходимо сравнить рН раствора с рН в изоэлектрической точке. Если рН раствора меньше рН (ИЭТ), то белок заряжен положительно. Если рН раствора больше рН (ИЭТ), то белок заряжен отрицательно.

Так как в растворе концентрация ионов водорода равна 10–5  моль/л,  раствор имеет рН = 5, что меньше рН (ИЭТ) = 7,8, следовательно, в нашем случае белок заряжен положительно и при электрофорезе бу­дет двигаться к катоду.

ПРИЛОЖЕНИЯ

П р и л о ж е н и е  1

Названия важнейших радикалов

Радикал	Название	Радикал	Название
1	2	3	4
CH3–	метил	CH2=C–   |   CH3	изопропенил
СH3–CH2–	этил
СH3CH2CH2–	пропил	Ch3CH2CH=CH–	1-бутенил
СH3CHCH3	изопропил	CH2=C– CH2–   |   CH3	метилаллил (металлил)
CH3CH2CH2CH2–	бутил	––	фенил
CH3CH2CHCH3   |	втор-бутил
CH3CHCH2–   | CH3	изобутил	CH3–	Толил (п-изомер)
СH3   |   CH3–C–   | CH3	трет-бутил	– СH2–	бензил
СH3   |   CH3–C– CH2–   | CH3	неопентил	–СH=	бензилиден
СH3   |   CH3–CH2– C –   |   CH3	трет-пентил	СH=CH–	стирил
CH2=	метилен	(С6H5)2CH–	бензгидрил (дифенилметил)
CH≡	метилидин (метин)
СH3CH≡	этилиден	(С6Н5)3С–	тритил
–СH2CH2–	этилен	С6Н5––  –	бифенил (п-изомер)
–CH2CH2CH2–	триметилен
CH2=CH–	винил
HC≡C–	Этинил	––	1-нафтил

П р о д о л ж е н и е

1	2	3	4
CH2=C=	винилиден	О	2-фурил
CH3CH=CH–	пропенил
CH2=CHCH2–	аллил	S	Тенил (2-изомер)
O   CH3C –	ацетил (аналогично «пропионил», «бутирил», «изобутирил»)
О   C6H5C –	бензоил	CH3SO2–	мезил
О   СН3С  –  NH–	ацетиламино (аналогично и для других кислотных остатков)	О   С	Фуроил (3-изомер)
–NH–	анилино-	О   С   N	никотиноил
CH3–  –NH–	Толуидино- (п-изомер)	СН3О–	метокси (аналогично «этокси», «фенокси» и т. д.)
–CH2CH2–	фенэтил	О–СН2–О–	метилендиокси
– CH2–    О	фурфурил (но не «фурилметил» и только для 2-изомера)	СН3–  –SO2–	Тозил (п-изомер)
NH2–C–NH– || O	уреидо
NH=C–   |   NH2	амидимо

П р и л о ж е н и е  2

Названия некоторых кислот и их радикалов

Название кислоты	Название радикала	Формула радикала
систематическое	тривиальное
Предельные алифатические монокарбоновые кислоты
Метановая	Муравьиная	Формил	НСО–
Этановая	Уксусная	Ацетил	СН3–СО–
Пропановая	Пропионовая	Пропионил	СН3–СН2–СО–
Бутановая	Масляная	Бутирил	СН3–(СН2)2–СО–
Пентановая	Валериановая	Валерил	СН3(СН2)3–СО–
Гептановая	Энантовая	Энантоил	СН3(СН2)5–СО–
Октадекановая	Стеариновая	Стеароил	СН3(СН2)16–СО–
Гексадекановая	Пальмитиновая	Пальмитоил	СН3(СН2)14–СО–
Предельные алифатические дикарбоновые кислоты
Этандиовая	Щавелевая	Оксалил	–ОС–СО–
Пропандиовая	Малоновая	Малонил	–ОС–СН2–СО–
Бутандиовая	Янтарная	Сукцинил	–ОС–(СН2)2–СО–
Пентандиовая	Глутаровая	Глутарил	–ОС–(СН2)3–СО–
Гександиовая	Адипиновая	Адипоил	–ОС–(СН2)4–СО–
Непредельные алифатические кислоты
Пропеновая	Акриловая	Акрилоил	СН2=СН­–СО–
2-метилпропеновая	Метакриловая	Метакрилоил	СН2=С(СН3)–СО–
Транс-бутен-2-овая	Кротоновая	Кротоноил	СН3СН=СНСО–
Цис-октадецен-2-овая	Олеиновая	Олеоил	С15Н29СО–
Цис-бутен-2-диовая	Малеиновая	Малеолил	–ОС–СН=СН–СО–
Транс-бутен-2-диовая	Фумаровая	Фумароил
Карбоциклические кислоты
Бензолкарбоновая	Бензойная	Бензоил	С6Н5–СО–
Метилбензолкарбоновая	Толуиловая	Толуил (о-, м-, п-)
1,2-бензолдикарбоновая	Фталевая	Фталоил	СО –   СО –

П р и л о ж е н и е  3

Основные классы органических соединений

Класс	Углеводороды
Предельные	непредельные
этиленовые	ацетиленовые	диеновые	ароматические
СnH2n+2	CnH2n	CnH2n-2	CnH2n-2	CnHn
Тип связи	|  | –С– С– |  |	|  |   −С = С–	– С ≡ С –	– С=С=С–
окончание	-ан	-ен	-ин	-диен
Основные типы реакций	Замещение водорода: а) на галогены; б) на нитрогруппу (реакция Коновалова)	1. Присоединение: а) водорода; б) галогенов; в) галогеноводородов; г) воды (для ацетиленовых это реакция Кучерова). 2. Окисление в присутствии Н2О. 3. Полимеризация	1. Замещение  водорода: а) на галоген; б) на нитрогруппу. 2. Присоединение: а) водорода; б) галогена

Образование эфиров и ангидридов

R–OH + HO–R → R –O–R;

  спирт  спирт  простой эфир