Вариант 12

1) Какая дисперсность характерна для коллоидных систем? Что такое монодисперсная и полидисперсная коллоидная система?

2) Строение адсорбционного слоя на границе раствор-газ

3) Как определяется краевой угол. Практическое значение смачивания.

4) Уравнение Эйнштейна и Смолуховского.

5) Определение электрокинетического потенциала: электрофоретические методы и электроосмотические методы.

6) Стеклянная пластина размером 20×20×0,1 мм подвешена к кварцевой пружине с коэффициентом жёсткости (коэффициентом пропорциональности между силой, необходимой для растяжения пружины, и удлинением пружины) k = 1,43 Н/м. Грань пластины 20×0,1 мм горизонтальна. При соприкосновении с жидкостью пластина втягивается в неё на глубину h = 2 мм. Определить поверхностное натяжение жидкости, если её плотность ρ = 1·10³ кг/м³, а краевой угол θ = 0°.

7) Вычислить предельный адсорбционный объём активированного угля БАУ по изотерме адсорбции бензола (табл.). Молярный объём бензола υ_m = 89·10^-6 м³/моль.

Таблица. Изотерма адсорбции бензола на активированном угле БАУ

p/рs	а, моль/кг	p/рs	а, моль/кг	p/рs	а, моль/кг
1,33·10-6 2,13·10-5 1,21·10-4 5,60·10-4	0,50 0,85 1,18 1,55	1,63·10-2 3,77·10-2 9,47·10-2 0,201	2,25 2,39 2,56 2,74	0,327 0,460 0,657 0,847	2,86 3,00 3,19 4,47

8) Вычислить значения потенциала в окрестности частицы цилиндрической формы радиусом a = 1·10^-8 м при ψ = 30 мВ, z = 1, Т = 293 К и концентрации электролита с₀ = 0,93 моль/м³.

9) Рассчитать потенциал седиментации частиц карбоната бария в водном растворе хлорида натрия, если известно, что φ = 0,2; ε = 81; ζ = 40·10^-3 В; ρ-ρ₀ = 2,1·10³ кг/м³; η = 1·10^-3 Па·с; χ_υ = 1·10^-2 Ом^-1·м^-1.

10) Рассчитать и построить интегральную и дифференциальную кривые распределения частиц песка в воде. В результате графической обработки седиментационной кривой получены данные, помещённые в табл.; плотность песка ρ = 2,1·10³ кг/м³; плотность воды ρ₀ = 1·10³ кг/м³; высота оседания Н = 0,1 м; вязкость η = 1·10^-3 Па·с.

Таблица. Данные седиментационного анализа суспензии песка в воде

Время оседания для точки, к которой проведена касательная t, мин	Содержание фракции Q, %	Нарастающее суммарное содержание частиц, %	Эквивалентный радиус r·106, м
2 6 10 16 20 25 30	12,9 42,3 17,8 13,3 6,0 5,7 2,0	100 87,1 44,8 27,0 13,7 7,7 2,0	19,0 11,0 8,0 6,6 6,0 5,4 4,9

11) Построить потенциальную кривую взаимодействия сферических частиц (ε₀₁ = 12, а = 10^-6 м) в водном растворе индифферентного симметричного электролита (z =1) с концентрацией с = 0,52 моль/м³ при Т = 293 К. Электрокинетический потенциал частиц в сильно разбавленном растворе этого электролита, найденный по скорости электрофореза, ζ = 15мВ.

12) Какое значение вязкости следует приписать системе, представляющей собой чередующиеся плоскопараллельные слои жидкости с вязкостью η₀ и пластинок твёрдого материала? Отношение толщины слоя твёрдого материала к толщине жидкого слоя равно φ. Слои расположены в плоскостях сдвига.

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 13

1) Характеристика дисперсной фазы.

2) Термодинамические основы поверхностных явлений.

3) Адгезия. Виды адгезии. Термодинамические основы адгезии.

4) Где и как проявляется процесс диффузии.

5) Поглощение (абсорбция) света. Закон Бугера-Ламберта-Бера.

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) По экспериментальным данным сорбции паров воды на активированном угле при Т = 293 К построить кривую капиллярной конденсации. Показать наличие гистерезиса и, используя ветвь десорбции, построить интегральную и дифференциальную кривые распределения пор по радиусам.

p/р_s 0,1 0,2 0,4 0,6 0,8 0,9 0,98

а_адс·10³, моль/кг 3,75 5,3 6,2 8,75 10,4 12,5 13,4

а_дес·10³, моль/кг 3,75 7,0 7,9 10,0 11,5 13,0 13,4

υ_m = 18·10^-3 м³/моль, σ = 72,5·10^-3 Дж/ м².

8) В растворе AgNO₃, концентрация которого с₀ = 1 моль/м³, а объём V = 50 см³, диспергировано 10 г (m) порошкообразного AgCl. В результате адсорбции концентрация ионов серебра понизилась до с₁ = 0,8 моль/м³. Вычислить потенциал плоскости максимального приближения ψ напряжённость , электрического поля Е в ДЭС(при x = δ) и поверхностную плотность заряда q, если удельная поверхность частиц AgCl S = 5,4·10⁴ м²/кг, Т = 293 К.

9) Рассчитать скорость электрофореза частиц кварца в воде с учётом электрофоретического торможения по следующим данным: ζ = 25·10^-3 В; Е = 3,6·10² В/м; ε = 81; η = 1·10^-3 Па·с; а = 2·10^-8 м; χ = 1,5·10⁸ м^-1.

10) В опыте Сведберга из общего числа наблюдений, равного 518, одна частица в микрообъёме поля зрения микроскопа наблюдалась 168 раз; среднее число частиц ν = 1,545. Рассчитать теоретическую вероятность появления одной частицы и сравнить с экспериментальным результатом.

11) Определить концентрацию дисперсной фазы, при которой в дисперсной системе начнётся стеснённая коагуляция. Об этой системе известно, что в сильно разбавленном состоянии (φ → 0) она коагулирует при с_кр = 50 моль/м³, а = 10^-7 м, концентрация симметричного электролита (z =1) в водной дисперсионной среде с = 10^-2 моль/м³, ψ = 30мВ.

12) Вычислить скорость расширения (сжатия) пены при создании избытка давления Р в дисперсной газовой среде.

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 14

1) Классификация дисперсных систем по частному признаку.

2) Энергетический и силовой аспекты поверхностного натяжения.