УГНТУ, коллоидная химия (практикум)
02.12.2017, 17:58

1 ДИСПЕРСНОСТЬ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТЕЛ

1 Вычислите удельную поверхность частиц золя золота, полученного в результате дробления 0,5 г золота на частицы шарообразной формы диаметром 7,0×10-9м. Плотность золота равна 19320 кг/м3.

2 Определите удельную поверхность и суммарную площадь поверхности частиц золя серебра, полученного при дроблении 1,2г серебра на частицы шарообразной формы с диаметром 1,0×10-8м. Плотность серебра 10500 кг/м3. 3 Какова поверхность куба, имеющего ребро 1 см? Какова общая площадь поверхности того же материала, если он измельчен на кубики коллоидного размера, имеющие ребро 10-7 см. Выразите результаты в м2.

4 Массовая концентрация пыли в воздухе рабочей зоны помещения составляет 5 мг/м3. Определить численную концентрацию пыли, если средний диаметр частиц составляет 4 мкм, а их плотность 1,1×103 кг/м3.

5 Рассчитать удельную поверхность дисперсной фазы сферической, цилиндрической и пластинчатой формы, если диаметр сферы и цилиндра, а также толщина пленки составляет 10 мкм, а плотность вещества дисперсной фазы – 1,5×103 кг/м3.

6 Вычислите суммарную площадь поверхности шарообразных частиц золя ртути с диаметром 2,5×10-8м. Золь получен дроблением 5,2г ртути. Плотность ртути 13546 кг/м3.

7 Рассчитайте суммарную площадь поверхности частиц золя сульфида мышьяка и число частиц в 0,5л золя, если 1л золя содержит 2,25г As2S3. Частицы золя имеют форму кубиков длиной ребра 1,2×10-7м. Плотность сульфида мышьяка равна 3506 кг/м3.

8 Аэрозоль получен распылением 0,5г угля в 1м3 воздуха. Частицы аэрозоля имеют шарообразную форму, диаметр частицы 8×10-5м. Определите удельную поверхность  и  число  частиц  в  этом аэрозоле. Плотность угля  1,8 кг/м3.

9 В соусах диаметр капель эмульсии масла при ручном взбалтывании составляет 20 мкм, а при машинном перемешивании – 5 мкм. Определить дисперсность, удельную поверхность дисперсной фазы, а также отношение этих величин, если плотность масла равна 950 кг/м3.

10 Найдите удельную поверхность пылевидного топлива, если известно, что угольная пыль была просеяна через сита с отверстиями в 5·10-2 мм (плотность угля 1,8г/см3).

11 Содержание жира в молоке 3,2%. Определить объем дисперсной фазы в упаковке вместимостью 1 л и численную концентрацию дисперсной фазы, если диаметр жировых капель равен 90 мкм. Чему равна численная концентрация в расчете на 1 м3?

12 Массовая концентрация раствора белка составляет 20 г/л. Вычислите численную концентрацию раствора, приняв частицы дисперсной фазы сферическими с радиусом 100 мкм и плотностью 1,1 г/см3.

 

2 ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

1 Во сколько раз изменится запас свободной поверхностной энергии водяного тумана, если радиус его капелек увеличится от 1·10-6 до 1,2·10-3 м при 288 К?

2 Во сколько раз увеличится свободная поверхностная энергия системы при пептизации геля Fe(OH)3, если при этом радиус частиц геля уменьшится от 1·10-6 до 1·10-9 м?

3 Определите энергию Гиббса поверхности 5 г тумана воды, если поверхностное натяжение капель жидкости составляет 71,96 м Дж/м2, а дисперсность частиц 60 мкм-1. Плотность воды примите равной 0,997г/см 3.

4 Аэрозоль ртути сконденсировался в виде большой капли объемом 3,5 см 3 . Определите, на сколько уменьшилась поверхностная энергия ртути, если дисперсность аэрозоля составляла 10 мкм -1. Поверхностное натяжение ртути примите равным 0,475 Дж/м 2 .

5 Рассчитайте полную поверхностную энергию 5 г эмульсии бензола в воде с концентрацией 55% (масс) и дисперсностью 3 мкм-1 при температуре 313 К. Плотность бензола 0,858 г/  см3,  межфазное  поверхностное  натяжение  26,13 мДж/ м2, температурный коэффициент поверхностного натяжения бензола dσ/d T = - 0,13 мДж/(м2 К).

6 Рассчитайте поверхностное натяжение ртути, если в стеклянном капилляре радиусом 0,16·10-3 м столбик ее опустился на 0,012 м ниже уровня ртути в сосуде. Плотность ртути равна 13,6·103 кг/м3. Краевой угол смачивания равен 130°.

7 Вычислите поверхностное натяжение глицерина, если в стеклянном капилляре с радиусом 0,4·10-3 м он поднимается на высоту 27·10-3 м. Плотность глицерина равна 1,26·103 кг/ м3. Краевой угол смачивания равен нулю.

8 Коэффициент растекания хлорбензола на поверхности воды при 200С составляет 2,3 мДж/м2. Рассчитайте межфазное натяжение на границе двух жидкостей, принимая значения поверхностных натяжений воды и хлорбензола соответственно 71,96 и 35,97 мДж/м2.

9 Краевой угол воды на парафине равен 111° при 298 К. Для 0,1М раствора бутиламина в воде поверхностное натяжение составляет 56,3 мДж/м2, краевой угол на парафине равен 92°, Рассчитайте поверхностное натяжение пленки бутиламина, адсорбированного на поверхности раздела парафин- вода. Поверхностное натяжение воды 71,96 мДж/ м2.

10 Рассмотрите возможность растекания водного раствора валериановой кислоты по поверхности ртути, исходя из значений поверхностных натяжений: σжг= 25 мДж/ м2; σ ртуть-воздух = 475 мДж/ м2 ; σртуть - р-р = 329 мДж/ м2. Если раствор будет растекаться по поверхности ртути, то как при этом ориентируются полярные группы валериановой кислоты: к воде или к ртути? Объясните почему.

 

3 АДСОРБЦИЯ

1 Раствор уксусной кислоты объемом 60 мл с концентрацией 0,1 моль/мл взболтали с 2 г адсорбента. После достижения равновесия пробу раствора объемом 10 мл оттитровали раствором гидроксида натрия (с = 0,05 моль/л). На титрование затрачено 15,0 мл титранта. Вычислите величину адсорбции уксусной кислоты.

2 Какой объем воздуха может быть очищен от паров бензина до остаточного содержания их 1·10-4 кг/м3 достаточно медленным пропусканием его через адсорбер, заполненный 1660 кг активного угля, если начальное содержание бензина в воздухе 0,02 кг/м3, а адсорбционная активность угля по бензину равна 0,25 кг/кг? Сколько бензина в (кг) будет при этом возвращено производству?

3 По изотерме адсорбции бензола определить удельную поверхность адсорбента (Т=293 К, площадь сечения одной молекулы s0 = 49×10-20):

p/ps

0,06

0,12

0,20

0,30

0,40

0,50

а, моль/кг

0,40

0,55

0,68

0,83

0,98

1,20

4 Для адсорбции бензола на саже определите интервал применимости эмпирического уравнения Фрейндлиха и его константы из следующих данных:

Р, Па

1,03

1,29

1,74

2,50

6,67

а⋅102, моль/кг

1,57

1,94

2,55

3,51

7,58

5 Графическим методом определите константы уравнения Фрейндлиха по данным адсорбции оксида углерода на угле при температуре 42°С:

а, см3

16,2

19,4

25,7

31,7

37,6

43,4

Р, мм рт.ст

2,6

4,0

7,2

11,7

14,8

18,7

6 Рассчитайте величину адсорбции при 17°С для 0,01 кмоль/м3 раствора н- гептиловой кислоты, если поверхностная активность, определенная Ребиндером, равна 7,6 мДж/м·кмоль.

7 Определить поверхностный избыток (кмоль/м2) для водных растворов фенола при 200С на основании приведенных данных:

Концентрация фенола, кмоль/м 3

0,0156

0,0625

Поверхностное

натяжение, Н/м

53,2 · 10-3

43,3 · 10-3

8 Определить поверхностный избыток (кмоль/м2) при 15°С для водного раствора ацетона, содержащего 29 г/л ацетона, если поверхностное натяжение раствора 59,4.10-3 Н/м.

9 Определить энергию Гиббса Gs поверхности капель водяного тумана массой  m =  4  г, при   Т =  293  К,  если   поверхностное   натяжение   воды   σ = 72,7 мДж / м2плотность  воды ρ =  0,998 г / см3;   дисперсность   частиц D = 50 мкм-1.

10 Вычислить длину молекулы органического соединения на поверхности раздела вода-воздух, если площадь занимаемая молекулой ПАВ в поверхностном слое S0 = 2.5·10-19 м2, плотность органического вещества ρ= 852 кг/м3, его молекулярная масса 76·10-3 кг/моль.

11 При измерении адсорбции газообразного азота на активном угле при 194,4 K были получены следующие данные:

р, 10–3 ,

Па

1,9

6,1

18,0

33,7

68,9

А, м3/кг

5,1

14,3

23,6

32,6

40,8

12 Рассчитайте постоянные в уравнении Ленгмюра и удельную поверхность активного угля, принимая плотность газообразного азота равной 1,25 кг/м3, а площадь, занимаемую одной молекулой азота на поверхности адсорбента, равной 0,16 нм2.

13 При 293 К и концентрации пропионовой кислоты 0.1 кмоль/м3 коэффициенты уравнения Шишковского а = 12,8·10-3, b = 7,16. Определить адсорбцию и поверхностную активность.

14 При какой концентрации поверхностное натяжение валериановой кислоты будет равно 52,1 мДж/м2, если при 273 К коэффициенты уравнения Шишковского а = 14,72·10-3, b = 10,4.

15 Определить площадь, приходящуюся на одну молекулу анилина C6H5NH2,и толщину моноадсорбционного слоя на границе с воздухом, если предельная адсорбция Г равна 6·10-9 кмоль/м2.

16 Предельная адсорбция валериановой кислоты равна 4·10-6 моль/м2. Рассчитайте коэффициенты уравнения Шишковского, если известно, что раствор валериановой кислоты концентрации 4 ммоль/л при 293 К снижает поверхностное натяжение на 2 мДж/м2.

17 Используя константы эмпирического уравнения Фрейндлиха К = 1,5·10 - 4 и 1/n 0,32, построить изотерму адсорбции пропионовой кислоты на угле при 290 К в интервале концентраций от 0 до 0,03·10 - 3 кмоль/м3.

18 При адсорбции углекислого газа на активированном угле получены следующие данные:

Равновесное давление

Р 10-2, Н/м 2

10,0

44,8

100,0

144,0

250,0

Адсорбция А 103, кг/кг

32,3

66,2

96,2

17,2

145,6

Определите константы уравнения Фрейндлиха.

19 При адсорбции полибутадиена из раствора в гексане при температуре 293К на сульфате кальция получены следующие экспериментальные данные:

С, кг/м3

2,0

4,2

6,4

8,0

А, 10 3 кг/кг

2,03

4,216

6,97

7,6

Определите константы уравнения Ленгмюра.

20 По уравнению Ленгмюра вычислите величину адсорбции азота на цеолите при давлении р =1,5·102 Н/м2, если Г макс = 38,9 10-3 кг/кг, К = 0,156·10-2.

 

4 ПОЛУЧЕНИЕ И СТРОЕНИЕ КОЛЛОИДНЫХ СИСТЕМ

1 При достаточно медленном введении вещества В в разбавленный раствор вещества А возможно образование гидрозоля вещества С. Напишите формулу мицелл и укажите знак электрического заряда коллоидных частиц этого золя при условии nB > nA. Какое из рекомендованных веществ является наиболее экономичным коагулятором этого золя?

варианта

А

В

С

Коагулятор

1

NaI

AgNO3

AgI

NaF; Ca(NO3)2; K2SO4

2

MgCl2

NaOH

Mg(OH)2

KCl; Zn(Ac)2; AlCl3

3

CaCl2

H2SO4

CaSO4

ZnCl2; AlCl3; NaAc

4

BaCl2

CaSO4

BaSO4

NH4Cl; AlCl3; Zn(Ac)2

5

BeCl2

NH4OH

Be(OH)2

Na2SO4; ZnCl2; KNO3

6

(NH4)2S

AgNO3

Ag2S

Ba(NO3)2; KAc; Na2SO4

7

AlCl3

NaOH

Al(OH)3

Na2SO4; KNO3; CaCl2

8

(NH4)2S

ZnCl2

ZnS

(NH4)2SO4; NaCl; K3PO4

9

MnCl2

(NH4)2S

MnS

BaBr2; K2SO4; NaCl

10

FeCl3

NaOH

Fe(OH)3

Na2SO4; KNO3; MgCl2

11

CoCl2

(NH4)2S

CoS

NaCl; K2SO4; CaCl2

12

NiCl2

(NH4)2S

NiS

NH4Cl; Na2SO4; BaCl2

13

CdCl2

H2S

CdS

(NH4)2SO4; CaBr2; NaCl

14

AgNO3

KI

AgI

NaF;Ca(NO3)2;K2SO4

15

FeCl3

K4[Fe(CN)6]

Fe4[Fe(CN)6]3

K2SO4; NH4NO3; AlCl3

16

Pb(NO3)2

H2SO4

PbSO4

Ba(NO3)2; CaAc; KNO3

17

K2CrO4

AgNO3

Ag2CrO4

Zn(NO3)2; NH4NO3;NaAc

18

Hg2(NO3)2

KI

Hg2I2

KNO3; Zn(NO3)2; NaAc

19

Pb(NO3)2

HCl

PbCl2

NaNO3; ZnCl2; KAc

20

Pb(NO3)2

KI

PbI2

Ca(OH)2; NH4NO3;AlBr3

21

Na2SiO3

HCl

H2SiO3

Na2SO4;Al(NO3)3; NH4Cl

2 Для получения золя AgCl смешали 12 мл 0,02 н раствора KCl со 100 мл 0,05 н раствора AgNO3. Написать формулу мицеллы этого золя. Какой из электролитов будет иметь меньший порог коагуляции – MgCl2 или K2SO4?

3 Какой объем 0,002н раствора хлорида бария надо добавить к 0,03л 0,0006н сульфата алюминия, чтобы получить положительно заряженные частицы золя сульфата бария. Напишите формулу мицеллы золя сульфата бария.

4 Золь гидроксида железа получен смешиванием равных объемов 0,002н NaOH и 0,0003н Fe2(SO4)3. Какой знак заряда имеют частицы золя? Составьте формулу мицеллы.

5 В каком порядке следует сливать растворы: а) H3AsO3 и (NH4)2S; б) CdCl2 и Na2S, чтобы получить коллоидную систему с частицами, несущими отрицательные электрические заряды? Напишите формулу мицелл образующегося золя.

6 Какой объем 0,001М AsCl3 надо добавить к 0,02л 0,003М H2S, чтобы не произошло образования золя сульфида мышьяка, а выпал осадок As2S3?

7 Какой объем 0,005 н раствора АgNO3 надо прибавить к 25 мл 0,016н раствора KI, чтобы получить отрицательно заряженный золь AgI? Написать формулу мицеллы золя.

Золь сульфата бария получен сливанием равных объемов растворов нитрата бария и серной кислоты. Одинаковы ли исходные концентрации электролитов, если при электрофорезе частица перемещается к аноду? Напишите формулу мицеллы золя BaSO4.

9 Золь сульфида мышьяка As2S3 получен пропусканием сероводорода через разбавленный  раствор  оксида  мышьяка  As2O3.  Напишите  уравнение  реакции образования золя и формулу мицеллы, если при электрофорезе частицы перемещаются к аноду.

10 Золь гидроксида железа получен при добавлении к 85 мл кипящей дистиллированной воды 15 мл 2%-ного раствора FeCl3. Напишите возможные формулы мицелл золя Fe(OH)3, учитывая, что при образовании золя в растворе могут присутствовать ионы: Fe3+, FeOH+, H+, Cl- .  Определите заряд коллоидной частицы.

 

5 АГРЕГАТИВНАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ И КОАГУЛЯЦИЯ КОЛЛОИДНЫХ СИСТЕМ

1 Золь иодида серебра был получен при смешивании растворов нитрата серебра и иодида аммония. Коагулирующая способность хлорида магния по отношению к этому золю больше коагулирующей способности сульфата натрия. Какая формула мицеллы этого золя?

2 Расположите электролиты: NaCl, KBr, BaSO4, Li3PO4, K4[Fe(CN)6] в порядке увеличения их коагулирующей способности по отношению к золю гидроксида алюминия, полученного методом гидролиза.

3 В три колбы было налито по 20 мл золя Fe(OH)3. Для того чтобы вызвать коагуляцию золя, потребовалось добавить: в первую колбу – 2,1 мл 1 н раствора KCl, во вторую – 12,5 мл 0,01 н раствора Na2SO4, а в третью – 7,4 мл 0,001 н раствора Na3PO4. Вычислить порог коагуляции каждого электролита и определить знак заряда золя.

4 Для получения золя AgCl смешали 12 мл 0,02 н раствора KCl со 100 мл 0,05 н раствора AgNO3. Написать формулу мицеллы этого золя. Какой из электролитов будет иметь меньший порог коагуляции – MgCl2 или K2SO4?

5 Золь хлорида серебра с отрицательно заряженными коллоидными частицами скоагулировал после добавления к нему K3PO4 в количестве равном 0,21⋅10-3 моль/дм3. Рассчитать пороги коагуляции этого золя следующими электролитами: а) NaNO3, б) Ca(NO3)2, в) Al(NO3)3.

6 Определите порог коагуляции золя As2S3, если известно, что для коагуляции 1,5·10-3 м3  золя  потребуется  1,2·10-6  м3   раствора   NaCl   концентрацией 0,5 кмоль/м3.

7 Написать формулу мицеллы золя As2S3, стабилизированного Na2S. Назовите индифферентный электролит, который было бы выгодно использовать для коагуляции этого золя, так как порог коагуляции золя этим электролитом был бы небольшим.

8 Порог коагуляции золя с положительно заряженными частицами хлоридом натрия составляет 4,2 ммоль/л. Пользуясь правилом Шульце-Гарди, оцените порог коагуляции этого золя следующими электролитам: Na3PO4, ZnSO4, AlCl3.

Определить изменение общего числа частиц газовой сажи п при коагуляции под действием ультразвука в следующих интервалах времени t, с: 1, 10, 100. До коагуляции в 1 м3 воздуха содержалось 5·1015 частиц. Константа Смолуховского k = 3·10-16 м3/с.

10 Во сколько раз уменьшится число частиц дыма окиси цинка п0, равное 20·1015 в 1 м3, через 5 с после начала коагуляции? Через 60 с? Константа Смолуховского k — 3·10-16 м3/с.

11 Рассчитайте общее число частиц n золя золота при его коагуляции в интервалах времени: 2, 10, 20, 30 и 60 с. Начальное число частиц в 1 м3 составляет n0 = 1,93 1014 частиц. Время половинной коагуляции равно 290 с. Постройте кривую изменения общего числа частиц в координатах n=f(t).

12 Рассчитайте число первичных частиц n1 золя золота при его коагуляции в интервалах времени: 5, 10, 20, 30 и 60 с. Начальное число частиц в 1 м3 составляет n0 = 1,93·1014 частиц. Время половинной коагуляции равно 280 с. Постройте кривую изменения числа первичных частиц в координатах n=f(t). 13 При исследовании кинетики коагуляции золя золота раствором хлорида натрия получены следующие экспериментальные данные:

Время коагуляции t, с

0

120

240

420

600

900

Общее число частиц в 1 м3

n·10-14

2,69

2,25

2,02

1,69

1,47

1,36

Вязкость дисперсионной среды η = 1·10-3 Н·с/м2 , Т=293 К.

Рассчитайте среднее значение константы скорости коагуляции по теории Смолуховского k. Полученное значение сравните с величиной константы, вычисленной по уравнению. Сделайте вывод о применимости теории Смолуховского к коагуляции золя.

14 Рассчитайте среднее значение времени половинной коагуляции θ для высокодисперсной суспензии каолина по следующим данным:

Время коагуляции t, с

0

105

180

225

335

420

Общее число частиц в 1 м3

n·10-14

5,00

3,90

3,18

2,92

2,52

2,00

Сделайте вывод о применимости теории Смолуховского к процессу коагуляции каолина.

15 Рассчитайте изменение числа вторичных частиц с течением времени для золя золота при его коагуляции в следующих интервалах времени: 60, 120, 240, 480 и 600 с. Начальное число частиц в 1 м3 составляет n0 = 2,5·1014 частиц. Время половинной коагуляции составляет 290 с. Постройте кривую изменения числа вторичных частиц золя золота в координатах n=f(t).

16 Рассчитайте среднее значение времени половинной коагуляции θ для золя золота по следующим экспериментальным данным:

Время коагуляции t, с

0

30

60

120

240

480

Общее число частиц в 1 м3

n·10-14

20,20

14,70

10,80

8,25

4,89

3,03

Сделайте вывод о применимости теории Смолуховского к процессу коагуляции золя золота.

17 Рассчитайте общее число частиц n при коагуляции тумана минерального масла для следующих интервалов времени: 60, 120, 240, 480 и 600 с. Средний радиус частиц равен r = 2·10-7 м, массовая концентрация частиц в 1 м3 составляет 25·10-3 кг, плотность частиц ρ = 0,97·103 кг/м3. Время половинной коагуляции равно 240 с. Постройте кривую изменения общего числа частиц в координатах n=f(t).

18 Пользуясь уравнением Смолуховского, рассчитайте и постройте в координатах n=f(t) кривую изменения общего числа частиц n коагулирующегося гидрозоля серы. Средний радиус частиц золя до начала коагуляции r = 1·10-8 м, массовая концентрация частиц в 1 м3 равна 6,5·10-     3 кг, плотность составляет 0,9·103 кг/м3. Вязкость  среды  при  295 К  η =1 10- 3 Н·с/м2 . Для построения графика возьмите интервалы: 1, 2, 4, 10 и 20 с.

19 Во сколько раз уменьшится начальное число частиц n0 дыма мартеновских печей через 5, 50, 500 с после начала коагуляции? Средний радиус частиц равен r = 2·10-8 м, массовая концентрация частиц в 1 м3 составляет 1,5·10-3 кг, плотность ρ = 2,2·10 кг/м3. Константа скорости коагуляции по теории Смолуховского k = 3·10-16 м3/с.

20 Начальное число частиц золя n0 составляет 7·108 частиц. Время половинной коагуляции θ равно 320 с. Рассчитайте общее число частиц n через: 25; 50; 100; 200; и 250 с после начала коагуляции. Постройте график изменения общего числа частиц от времени коагуляции в координатах n=f(t).

 

6 СВОЙСТВА ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ

6.1 МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ

1 Вычислите средний квадратичный сдвиг частиц гидрозоля гидроксида железа (III) за 10с,  если  радиус  частиц  равен  50мкм,  вязкость  воды  η =  10 Па·с, температура 20°С.

2 Определить среднеквадратичный сдвиг частиц дыма хлорида аммония с радиусом 10-7м при 273,2 К за 5с. Вязкость воздуха η = 1,7·10-5 .

3 Вычислить среднеквадратичный сдвиг частиц при броуновском движении эмульсии с радиусом 6,5·10-6 за 1с, вязкость среды η = 10-3Па·с, температура 288К.

4 Вычислите радиус частицы золя золота, если за 60 с она переместилась на 1,065·10-5 м при температуре 20°С и вязкости среды η = 1·10-3 Н·с/м2.

5 Коэффициент диффузии тростникового сахара в воде при 291 К составляет 3,9·10-5 м2 /сут. Вязкость воды равна 1,06·10-3 Н·с/м2 . Вычислите радиус молекулы (в м) и молярную массу органического вещества. Плотность тростникового сахара составляет 1,587·103 кг/м3. Полученное значение молярной массы сравните с теоретическим (М = 342 г/моль ).

6 Вычислите осмотическое давление аэрозоля - дыма мартеновских печей при 20°С, если массовая концентрация частиц аэрозоля составляет 0,8 кг/м3 , радиус частиц равен 1,1·10-8 м, плотность частиц равна 2,2·103 кг/м3.

7 Определите коэффициент диффузии мицелл мыла в воде при 313К и среднем радиусе мицелл r = 125·10-10 м. Вязкость среды η = 6,5·10-4 Па·с.

8 Среднеквадратичное значение проекции сдвига частицы гидрозоля SiO2 за 3с составляет 8 мкм. Определите радиус частицы, если вязкость дисперсионной среды равна 110 Па·с при 293К.

9 Определите проекцию среднего сдвига Δ для частиц гидрозоля за время 10с, если радиус частиц 0,05 мкм, температура опыта 293К, вязкость среды 110 Па·с.

10 Определите высоту, на которой после установления диффузионно - седиментационного равновесия концентрация частиц гидрозоля SiO2 уменьшится вдвое. Частицы золя сферические, дисперсность частиц: а) 0,2 нм-1; б) 0,1 нм-1; в) 0,01 нм-1. Плотность  SiO2   2,7 г/см3, плотность воды 1 г/см3, температура 298К.

11 Рассчитайте размер частиц диоксида кремния, если известно, что время их оседания на расстояние 1 см составляет: а) 30 с; б) 60 мин; в) 100 ч, плотность дисперсной фазы и дисперсионной среды составляет соответственно 2,7 и 1,1 г/см3, вязкость дисперсионной среды 1·10-3Па·с.

12 Определите скорость оседания частиц радиусом 10 мкм, образующихся после помола зерен кофе, в воде (η = 1·10-3 Па·с) и в воздухе (η = 1,81·10-7 Па·с); плотность кофе равна ρ = 1,1·103 кг/м3, воды и воздуха при 293 К 1·103 кг/м3 и 1,205 кг/м3 соответственно.

 

6.2 Электрокинетические свойства дисперсных систем

1 Вычислить электрокинетический потенциал частиц золя морковного сока, если скорость электрофореза частиц в электрическом поле 12,4×10-6 м/с, расстояние между электродами 15см, разность потенциалов на электродах 180 В, относительная диэлектрическая проницаемость среды 55,2, а вязкость среды при t=25°С составляет 5,8×10-3 Па×с.

2 Вычислить электрофоретическую скорость частиц золя трех сернистого мышьяка, если ζ-потенциал частиц равен 89,5 мВ, разность потенциалов между электродами 240В, расстояние 20 см, вязкость 0,001 Па·с, диэлектрическая проницаемость 81. Форма частиц цилиндрическая.

3 Вычислить электрофоретическую скорость частиц глины, если ζ-потенциал частиц 48,8 мВ. Разность потенциалов между электродами равна 220В, расстояние между ними 44 см, вязкость — 10-3 Па·с, диэлектрическая проницаемость 81. Форма частиц сферическая.

4 Вычислить градиент потенциала, если ζ-потенциал частиц золя Fе(ОН)з равен 52,5мВ, электрофоретическая скорость частиц 3,74·10-4 См/с. вязкость среды 1,14·10-3Па·с, диэлектрическая проницаемость 81. Форма частицы цилиндрическая.

5 Вычислить ζ-потенциал частиц золя Al2S3, если при измерении электрофоретической скорости, приложенная внешняя ЭДС равна 240 В, расстояние между электродами 30 см, перемещение частиц за 10 мин. составляет 14,36 мм. Диэлектрическая проницаемость 81, вязкость 1,005·10-5 Па·с, форма частиц цилиндрическая.

6 Рассчитайте эффективную толщину диффузионного ионного слоя частиц сернокислого бария, находящихся в водном растворе электролита NaCl с концентрацией 2·10 -3 моль/л. Как изменится эта величина при концентрации NaCl 8·10 -3 моль/л?

7 Определите необходимую величину внешнего электрокинетического поля при электрофорезе сферических частиц золя аммония в этилацетате, если ζ = 42мВ, диэлектрическая проницаемость равна 6, вязкость 0,43·10-3 Па·с, скорость электрофореза равна 1,5·10-5 м/с, коэффициент формы частиц f = 0,67.

8 Рассчитайте толщину диффузионного ионного слоя λ на поверхности твердой пластинки, помещенной в водные растворы с содержанием индифферентного электролита KC1: а) 10 -5; б) 10 -3; в) 10 -1 моль/л, относительную диэлектрическую проницаемость растворов при 298К примите равной 78,5. Постройте график зависимости φ/φδ от расстояния, которое изменяется от λ до 5λ.

9 Рассчитайте толщину диффузионного ионного слоя λ, на поверхности пластинки при 300 К в водном растворе, 1л которого содержит 0,05г NaCl и 0,01г Ва(NО3)2 (индифферентные электролиты). Относительная диэлектрическая проницаемость раствора равна 76,5. Во сколько раз изменится λ, если раствор разбавить чистой водой в 4 раза?

10 Рассчитайте толщину диффузионного ионного слоя λ, частиц дисперсной фазы при 293 К в водных растворах, содержащих 1·10 -4 моль/л одного из следующих электролитов: NaCl, CaC12; MgSО4. Считая, что относительная диэлектрическая проницаемость растворов линейно изменяется от 87,8 до 69,7 при повышении температуры от 273 до 323К, постройте зависимость λ от Т для раствора NaCl.

11 Рассчитайте объемную плотность заряда на границе диффузионного слоя ρδ дисперсной фазы по следующим данным: φδ = 0,03 В, окружающей средой является водный раствор KCl с концентрацией 3·10 -4 моль/л, относительная диэлектрическая проницаемость среды 80,1, температура 293 К. Чему равна плотность поверхностного заряда, обусловленного диффузным слоем?

12 Рассчитайте емкость диффузионного слоя дисперсной фазы. Дисперсионной средой является водный раствор CaCl2 концентрации 2·10 -4 моль/л при 283К с относительной диэлектрической проницаемостью 83,8. Определите, во сколько раз изменится емкость, если к раствору CaCl2 добавить равный объем водного раствора NaCl такой же мольной концен- трации?

13 Рассчитайте электрокинетический потенциал поверхности кварца по данным, полученным при исследовании электроосмотического переноса жидкости через кварцевую мембрану: сила тока 2·10 -3 А, объемная скорость раствора KCl, переносимого через мембрану, 0,02 мл/с, удельная электропроводность раствора 1,2·10-2 См·м-1, вязкость 2·10-2 Па·с, относительная диэлектрическая проницаемость 80,1.

14 Рассчитайте потенциал течения, возникающий при продавливании этилового спирта через мембрану из карбоната бария под давлением  9,81·10-3 Па, если ζ-потенциал равен 54·10- 3 В, удельная электропроводность среды 1,1·10-4 См·м-1, вязкость 1·10-3 Па·с, относительная диэлектрическая проницаемость 25.

15 Под каким давлением должен продавливаться раствор хлорида калия через керамическую мембрану, чтобы потенциал течения был равен 4·10-3 В. Электрокинетический потенциал равен 30 мВ, удельная электрическая проводимость среды 3 = 1,3·10-2 Ом-1·м-1. Диэлектрическая проницаемость = 81, вязкость среды η = 1·10-3 Н·с/м2





АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ ПО ВУЗАМ
Найти свою работу на сайте
АНАЛИЗ ХОЗЯЙСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Курсовые и контрольные работы
БУХГАЛТЕРСКИЙ УЧЕТ, АНАЛИЗ И АУДИТ
Курсовые, контрольные, отчеты по практике
ВЫСШАЯ МАТЕМАТИКА
Контрольные работы
МЕНЕДЖМЕНТ И МАРКЕТИНГ
Курсовые, контрольные, рефераты
МЕТОДЫ ОПТИМАЛЬНЫХ РЕШЕНИЙ, ТЕОРИЯ ИГР
Курсовые, контрольные, рефераты
ПЛАНИРОВАНИЕ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ
Курсовые, контрольные, рефераты
СТАТИСТИКА
Курсовые, контрольные, рефераты, тесты
ТЕОРИЯ ВЕРОЯТНОСТЕЙ И МАТ. СТАТИСТИКА
Контрольные работы
ФИНАНСЫ, ДЕНЕЖНОЕ ОБРАЩЕНИЕ И КРЕДИТ
Курсовые, контрольные, рефераты
ЭКОНОМЕТРИКА
Контрольные и курсовые работы
ЭКОНОМИКА
Курсовые, контрольные, рефераты
ЭКОНОМИКА ПРЕДПРИЯТИЯ, ОТРАСЛИ
Курсовые, контрольные, рефераты
ГУМАНИТАРНЫЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Курсовые, контрольные, рефераты, тесты
ДРУГИЕ ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Курсовые, контрольные, рефераты, тесты
ЕСТЕСТВЕННЫЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Курсовые, контрольные, рефераты, тесты
ПРАВОВЫЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Курсовые, контрольные, рефераты, тесты
ТЕХНИЧЕСКИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Курсовые, контрольные, рефераты, тесты
РАБОТЫ, ВЫПОЛНЕННЫЕ НАШИМИ АВТОРАМИ
Контрольные, курсовые работы
ОНЛАЙН ТЕСТЫ
ВМ, ТВ и МС, статистика, мат. методы, эконометрика