Вариант 10

1) Методы получения коллоидных систем. Диспергационный метод. Метод пептизации.

2) Уравнение Шишковского. Переход от уравнения Гиббса к уравнению Ленгмюра.

3) Обменная адсорбция. Иониты (примеры).

4) Пути образования двойного электрического слоя.

5) Теории строения двойного электрического слоя. Теория Гельмгольца. Теория Гуи-Чэпмена. Теория Штерна.

6) Рассчитать удельную адсорбцию и построить изотерму адсорбции 1,4-бутандиола на поверхности его водных растворов по зависимости σ = f (N) (N – мольная доля растворённого вещества в растворе) при Т = 303 К (табл.). Оценить, в какой мере к поверхностному слою этой системы применима гипотеза монослоя. Таблица. Поверхностное натяжение водных растворов 1,4-бутандиола при Т = 303 К

N·102	σ·103, Н/м	N·102	σ·103, Н/м	N·102	σ·103, Н/м
0,5 1,0 1,5	67,3 65,0 63,1	2,0 2,5 3,0	61,6 60,4 59,3	3,5 4,0 4,5	58,3 57,7 57,2

7) Рассчитать и построить интегральную и дифференциальную кривые распределения объёма пор по радиусам по данным порограмм активированного угля (табл.); σ = 470,9·10^-3 Дж/ м²; θ = 142°.

Таблица. Объём (V) вдавливаемой ртути и соответствующие ему значения приведённого давления (р_пр)

№ точки	рпр·10-5, Па	V·10-6, м3/кг	r·1010, м
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12	20,2 40,2 50,2 62,2 74,2 100,2 150,0 200,0 300,0 400,0 500,0 603,0	10,0 51,0 60,5 80,2 100,2 160,0 180,0 185,0 190,0 200,0 201,0 201,0	3700 1850 1480 1190 996 740 494 370 247 185 145 123

8) Вывести формулу φ = f (r) для сферической слабозаряженной частицы.

9) Рассчитать ζ-потенциал кварцевой диафрагмы в растворе хлорида натрия без учёта поверхностной проводимости и с учётом её и построить график зависимости ζ-потенциала от концентрации электролита по следующим данным:

с·10-3, моль/м3	χυ·102, Ом-1·м-1	Uтеч·103, В	α	с·10-3, моль/м3	χυ·102, Ом-1·м-1	Uтеч·103, В	α
0,03 0,1	2,0 4,12	5,05 4,25	3,25 1,5	0,3 1,0	4,48 12,0	3,5 3,3	1,3 1,05

ε = 81; η = 1·10^-3 Па·с; р = 8,6·10³ Па.

10) Рассчитать молекулярную массу полиамида в метаноле по опытным данным метода ультрацентрифугирования: константа седиментации при бесконечном разведении раствора S₀ = 1,95; константы уравнения К = 1,86·10^-2; b = 0,47.

11) Определить потенциал электрического поля в центре зазора между двумя плоскими слабозаряженными поверхностями, находящимися в растворе электролита на расстоянии h друг от друга.

12) Оцените размер частиц, которые не будут оседать в пластичной среде с заданной величиной τ_с.

Рекомендуемая литература

1) С.С. Воюцкий. Курс коллоидной химии. «Химия», 1976 г.

2) М.И. Гельфман, О.В. Ковалевич, В.П.Юстратов. Коллоидная химия. Изд-во «Лань», 2003 г.

3) Ю.Г. Фролов. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсия системы. «Химия», 1989 г.

4) А.Д. Зимон. Коллоидная химия, 2003 г.

Контрольная работа по дисциплине

«Коллоидная химия»

для студентов гр. 5228.

Номер варианта соответствует двум последним цифрам зачетной книжки.

Контрольную работу необходимо сдать до начала сессии.

На все вопросы контрольной работы ответить в письменной форме.

Вариант 11

1) Методы получения коллоидных систем. Конденсационный метод.

2) Влияние на адсорбцию на границе раствор-газ строение и размера молекулы ПАВ. Правило Траубе-Дюкло.

3) Явления смачивания. Смачивание и краевой угол. Уравнение Юнга.

4) Уравнение Эйнштейна для коэффициента диффузии.

5) Влияние различных факторов на электрический потенциал: индифферентных электролитов, неиндифферентных электролитов, рН среды, концентрация коллоидной системы.

6) Вертикально установленная капиллярная трубка с внутренним диаметром d = 3·10² мкм одним концом погружена в жидкость на глубину h = 3 см, а вторым соединена с сосудом, в котором поддерживается избыточное давление. Определить, при каком давлении в сосуде будет происходить отрыв пузырька воздуха от нижнего, погруженного в жидкость конца капилляра. Поверхностное натяжение и плотность жидкости соответственно равны σ = 72·10^-3 Н/м и ρ = 1·10³ кг/м³.

7) Рассчитать удельную поверхность адсорбента по изотерме адсорбции бензола на его поверхности. Площадь, занимаемая молекулой бензола, S₀ = 49·10^-20 м².

p/р_s 0,024 0,08 0,14 0,20 0,27 0,35 0,46

а·10³, моль/кг 14,9 34,8 47,2 56,8 66,3 79,3 101,0

8) Рассчитать поверхностную плотность заряда сферической частицы.

9) Построить график зависимости потенциала течения от давления для кварцевой диафрагмы в растворе хлорида натрия по следующим данным: р (Па) равно

а) 7,5·10³, б) 15·10³, в) 22,5·10³, г) 30·10³, д) 37,5·10³;

ζ = 60·10^-3 В; ε = 81; η = 1·10^-3 Па·с; χ_υ = 2,0·10^-2 Ом^-1·м^-1; α = 1,5.

10) Рассчитать и построить интегральную и дифференциальную кривые распределения частиц по данным седиментационного анализа суспензии талька в воде: Н = 0,1 м; ρ = 2,7·10³ кг/м³; ρ₀ = 1·10³ кг/м³; m_max = 222 мг = 222·10^-6 кг.

11) Проверить применимость теории быстрой коагуляции на основании экспериментальных данных (табл.) и вычислить расстояние между частицами h₀, при сближении на которое они объединяются в агрегат. Коагуляция золя золота изучена при Т = 291 К, вязкость дисперсионной среды η = 1,06·10^-3 Па·с, исходная концентрация золя n₀ = 5,22·10¹⁴ м^-3, а = 9,6·10^-8 м, порог коагуляции (NaCl) с_кр = 20 моль/м³.

Таблица. Кинетика коагуляции золя золота

t, с	Σni·10-14, м-3	t, с	Σni·10-14, м-3	t, с	Σni·10-14, м-3
0 60 120	5,22 4,35 3,63	180 300 420	3,38 2,75 2,31	600 900	1,95 1,48

12) Какова может быть кажущаяся величина гистерезиса угла смачивания, обусловленная наличием предела текучести у жидкости? Как влияют геометрические размеры капиллярной системы на результат?

Рекомендуемая литература

1) С.С. Воюцкий. Курс коллоидной химии. «Химия», 1976 г.

2) М.И. Гельфман, О.В. Ковалевич, В.П.Юстратов. Коллоидная химия. Изд-во «Лань», 2003 г.

3) Ю.Г. Фролов. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсия системы. «Химия», 1989 г.

4) А.Д. Зимон. Коллоидная химия, 2003 г.

Контрольная работа по дисциплине

«Коллоидная химия»

для студентов гр. 5228.

Номер варианта соответствует двум последним цифрам зачетной книжки.

Контрольную работу необходимо сдать до начала сессии.

На все вопросы контрольной работы ответить в письменной форме.