Задачи

По курсу «Поверхностные явления и дисперсные системы»

Для студентов химических специальностей

Задача 1

1.1 При дроблении 1 г серы получили частицы кубической формы с длиной ребра 10^-3 см. Определить суммарную поверхность частиц, если плотность серы равна 2,07 г/см³.

1.2 При дроблении 1 г серы получили частицы шарообразной формы с диаметром 6·10^-7 см. Определить суммарную поверхность частиц, если плотность серы равна 2,07 г/см³.

1.3 Во сколько раз возрастает поверхность частиц в результате дробления кубика серебра с длиной ребра 0,5 см до частиц кубической формы с длиной ребра 5·10^-6 см. Плотность серебра равна 10,5 г/см³. Рассчитать поверхностную энергию после дробления, если поверхностное натяжение серебра 1140∙10^-3 Дж/м².

1.4 Вычислить общую и удельную поверхность раздела фаз гидрозоля SiO₂, средний диаметр частиц которого равен 120·10^-9 м, а их плотность  = 2, 65·10³ кг/м³ (ответ дать в м^-1 и м² / кг). Рассчитать поверхностную энергию, если поверхностное натяжение оксида кремния 725∙10^-3 Дж/м²

1.5 Определить общую и удельную поверхность раздела фаз эмульсии бутилакрилата (плотность которого  = 0,95·10³ кг/м³), если ее частицы принять шарообразными и средний диаметр частиц считать равным 88 нм. Суспензию считать монодисперсной (ответ дать в м^-1 и м² / кг). Рассчитать поверхностную энергию, если поверхностное натяжение 53,6∙10^-3 Дж/м².

1.6 Вычислить общую и удельную поверхность 1 кг угольной пыли с диаметром частиц равным 0,08∙10^-3 м. Плотность угля равна 1,8·10³ кг/м³ (ответ дать в м^-1 и м² / кг).

1.7 Раствор, содержащий 0,001 г/мл Al₂О₃, разбавлен в 10000 раз. Ультрамикроскопический подсчет в разбавленном растворе дал в среднем 3 частички в поле зрения диаметром 0,04 мм и глубиной 0,04 мм. Принимая, что частицы имеют сферическую форму и что плотность их равна 3.96 г/см³. Найти, чему равен диаметр частиц. Рассчитать поверхностную энергию 100 мл раствора золя, если поверхностное натяжение 690∙10^-3 Дж/м².

1.8 Приняв, что в золе серебра каждая частица представляет собой куб, ребро которого равно 0,04 мкм, определить, сколько коллоидных частиц может получиться из 0,1 г серебра, и сравнить суммарную поверхность полученных частиц с поверхностью кубика серебра весом 0,1 г. Плотность серебра 10,5 г/см³. Рассчитать поверхностную энергию после дробления, если поверхностное натяжение серебра 1140∙10^-3 Дж/м².

1.9 Золь ртути состоит из сферических частиц диаметром 0,06 мм. Чему равна поверхность частичек, образующихся из 0,1 мл ртути? Рассчитать поверхностную энергию, если поверхностное натяжение 473,5∙10^-3 Дж/м².

1.10 Вычислить удельную и суммарную поверхность золота в золе, имеющем средний диаметр частиц 20 мкм, общая масса золота 0,1 г, плотность золота 19,3 г/см³. Рассчитать поверхностную энергию, если поверхностное натяжение 1080∙10^-3 Дж/м².

1.11 Активная поверхность активированного древесного угля достигает 1000 м²/г. Рассчитать сколько фосгена (мг) поглотится поверхностью 10 м² угля, если 1 г угля адсорбируется 440 см³ газа (условия нормальные). Определить уменьшение поверхностной энергии.

1.12 Частицы золя серебра имеют кубическую форму длиной ребра 10 мкм. Определить удельную и суммарную поверхность серебра весом 0,5 г. Плотность серебра 10,5 г/см³. Рассчитать поверхностную энергию, если поверхностное натяжение серебра 1140∙10^-3 Дж/м²

1.13 Во сколько раз удельная поверхность диспергированного серебра, имеющего частицы кубической формы длиной ребра 10 мкм, больше, чем у серебра, имеющего частицы длиной ребра 50 мкм? Найти суммарные поверхности диспергированного серебра весом 0,3 г. Плотность серебра 10,5 г/см³. Рассчитать поверхностную энергию, если поверхностное натяжение серебра 1140∙10^-3 Дж/м²

1.14 Золь ртути состоит из шариков диаметром 0,01 мкм. Чему равна поверхность частичек, образующихся из 1 г ртути? Плотность ртути равна 13,56 г/см³. Рассчитать поверхностную энергию, если поверхностное натяжение 473,5∙10^-3 Дж/м².

1.15 Сравнить удельные поверхности ртути в двух золях, имеющих средние радиусы частиц 10 и 20 мкм. Рассчитать поверхностную энергию 0,6 г ртути, если поверхностное натяжение 473,5∙10^-3 Дж/м².

1.16 Определите энергию Гиббса поверхности 5 г тумана воды, если поверхностное натяжение капель жидкости составляет 71,96 мДж/м², а дисперсность частиц − 60 мкм^-1. Плотность воды равна 0,997 г/см³.

1.17. 5 см³ воды превратили в аэрозоль с дисперсностью 40 мкм^-1. Поверхностное натяжение воды составляет 72,0 мДж/м². Определите изменение поверхностной энергии воды в результате диспергирования.

1.18 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 равна 0,858 г/см³, межфазное поверхностное натяжение 26,13 мДж/м³, температурный коэффициент поверхностного натяжения бензола dσ/dT = −0,13 мДж/(м²⋅К).

1.19 Аэрозоль ртути сконденсировался в виде большой капли объемом 3,5 см³ . Определите, на сколько уменьшилась поверхностная энергия ртути, если дисперсность аэрозоля составляла 10 мкм^-1. Поверхностное натяжение ртути примите равным 475 мДж/м² . Рассчитать поверхностную энергию исходного аэрозоля.

1.20 Радиус сферических частиц аэрозоля масляного тумана, определенный методом поточной ультрамикроскопии, равен 115 нм. Рассчитайте количество частиц тумана в объеме 1,5.1011 м³ при концентрации аэрозоля 21.10^-6 кг/м³ и плотности 0,92 г/см³. определить суммарную поверхность.

1.21 С помощью метода поточной ультрамикроскопии в объеме 3.10^-12 м³ подсчитано 55 частиц аэрозоля – дыма мартеновских печей. Частицы имеют кубическую форму с длиной ребра куба 92 нм, плотность 2.10³ кг/м³. Определите концентрацию частиц аэрозоля и их суммарную поверхность.

1.22 5 см³ воды превратили в аэрозоль с дисперсностью 40 мкм^-1. Поверхностное натяжение воды составляет 72,0 мДж/м². Определите изменение поверхностной энергии воды в результате диспергирования.