Kolloidnaya_khimia_ZADAChNIK_1
.pdf
109
2-6. Определите графическим образом константу скорости набухания К образцов резины в различных растворителях по приведенным ниже экспериментальным:
|
|
|
|
гептан |
|
|
|
|
||
2 |
τ, мин |
0 |
10 |
|
20 |
|
30 |
60 |
90 |
120 |
|
m.103,кг |
0,286 |
0,453 |
0,563 |
0,646 |
0,759 |
0,793 |
0,809 |
||
|
|
|
|
|
гексан |
|
|
|
|
|
3 |
τ, мин |
0 |
10 |
|
20 |
|
30 |
60 |
90 |
120 |
|
m.103,кг |
0,2430,376 |
0,477 |
0,550 |
0,672 |
0,720 |
0,740 |
|||
|
|
|
|
толуол |
|
|
|
|
||
4 |
τ, мин |
0 |
10 |
|
20 |
|
30 |
60 |
90 |
120 |
|
m.103,кг |
0,211 |
0,418 |
0,546 |
0,641 |
0,778 |
0,821 |
0,844 |
||
|
|
|
|
|
октан |
|
|
|
|
|
5 |
τ, мин |
0 |
10 |
|
20 |
|
30 |
60 |
90 |
120 |
|
m.103,кг |
0,224 |
0,332 |
0,404 |
0,451 |
0,52 |
0,548 |
0,560 |
||
|
|
|
|
бензол |
|
|
|
|
||
6 |
τ, мин |
0 |
10 |
|
20 |
|
30 |
60 |
90 |
120 |
|
m.103,кг |
0,306 |
0,526 |
0,689 |
0,802 |
0,985 |
1,056 |
1,086 |
||
7. Вычислите степень набухания желатины в воде и среднее значение константы скорости этого процесса (навеска желатины m=1,09 103 кг) по нижеприведенным экспери-
ментальным данным: |
|
|
|
|
|
τ, мин |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
V 107, м3 |
605 |
1046 |
1357 |
1626 |
1807 |
Температура опыта 18оС. Максимальное количество поглощенной воды V∞=2,112 10-4 м3.
8. Вычислите степень набухания бутадиен-стирольного каучука в мазуте и значение константы скорости этого процесса по нижеприведенным экспериментальным данным:
110
τ,мин |
0 |
50 |
100 |
200 |
400 |
600 |
m 103, кг |
4,246 |
7,642 |
10,447 |
14,012 |
17,710 |
19,922 |
9. Осмотическое давление для водных растворов желатины, очищенных с помощью диализа, при 20°С, при различ-
ной концентрации растворов, равно: |
|
|
|
|
Концентрация раствора с, кг/м3 |
1,25 |
2,5 |
5,0 |
6,5 |
Осмотическое давление π,Па |
2,94 |
6,06 |
12,75 |
17,03 |
Вычислите молекулярную массу желатины и значения второго вириального коэффициента.
10. Используя экспериментальные данные, полученные метода светорассеяния, определите молекулярную массу по-
листирола в толуоле. Постоянная Н = 1,17 10-13. |
|
|
|||
Концентрация раствора с, кг/м3 |
1,1 |
1,46 |
1,88 |
2,43 |
2,87 |
Мутность раствора τ٠108 м-1 |
3,68 |
4,47 |
5,55 |
6,50 |
7,13 |
11. Определите молекулярную массу натурального каучука и значение второго вириального коэффициента, используя следующие экспериментальные данные по измерению светорассеяния растворов натурального каучука в толуоле.
Константа H = 2,8 10-13. |
|
|
|
|
|
Концентрация раствора с, кг/м3 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
Мутность растворам-1 τ 108, м-1 |
3,18 |
3,30 |
3,50 |
3,72 |
3,76 |
12. По данным, полученным методом светорассеяния, графически определите мицеллярную массу мыла в воде. По-
стоянная уравнения Дебая H =3 10-13. |
|
|
|
|
|
Концентрация раствора с, кг/м3 |
0,5 |
1,0 |
1,3 |
2,0 |
4,0 |
Мутность раствора τ 108, м-1 |
1,70 |
2,80 |
3,54 |
4,30 |
5,09 |
13. Графическим методом определите величину мицеллярной массы некаля в водном растворе, пользуясь следую-
111
щими экспериментальными данными. |
Постоянная Дебая H = |
||||
4 10-13. |
|
|
|
|
|
Концентрация раствора с, кг/м3 |
2,5 |
5,0 |
10.0 |
15.0 |
20,0 |
Мутность раствора τ 108, м-1 |
0,30 |
0,56 |
0,90 |
1,20 |
1,33 |
14.При набухании 2.10-3 кг вулканизованного каучука
вамилацетате, плотность которого равна 8,76 102 кг/м3, за указанные промежутки времени был поглощен следующий объем жидкости:
τ,час |
4 |
8 |
13 |
17 |
20 |
25 |
V 106, м3 |
3,55 |
4,40 |
4,85 |
4,95 |
6,50 |
6,60 |
Вычислите степень набухания α в % масс. каучука в амилацетате.
15. Постройте график зависимости приведенного осмотического давления π от концентрации с раствора сополимера стирола и метакриловой кислоты в толуоле (Т = 300 К)
по следующим данным: |
|
|
|
|
||
с, кг/м3 |
0,9 |
2,6 |
5,2 |
7,3 |
8,4 |
9,1 |
π, Па |
9,6 |
37 |
106 |
187 |
229 |
272 |
Рассчитайте молекулярную массу сополимера и значение второго вириального коэффициента.
16. Постройте кинетическую кривую набухания каучука в четыреххлористом углероде по следующим экспериментальным данным и рассчитайте константу скорости набуха-
ния К. |
|
|
|
|
|
|
|
τ, мин |
20 |
60 |
100 |
160 |
220 |
260 |
320 |
α, % |
0,8 |
1,6 |
2,2 |
3,02 |
3,4 |
3,6 |
3,6 |
17. Через определенные промежутки времени определя- |
|||||||
лось количество жидкости, |
поглощенной полимером при его |
||||||
набухании. |
Определите время (в минутах) |
набухания поли- |
|||||
мера, если максимальное количество поглощенной жидкости равно 0,3337 кг. Вычисленная по опытным данным величина константы скорости набухания равна 2 10-3 мин-1, а количе-
112
ство жидкости, поглощенное к данному моменту времени 0,0845 кг.
18 - 33. Пользуясь значениями характеристической вязкости [дл/г] полимера А в растворителе В при Т 0С и константами К [г/л] и , входящими в уравнение Марка – Куна - Хаувинка, рассчитайте молекулярную массу полимера.
№ |
А |
В |
Т0 |
η |
К.104 |
α |
18 |
Полиизобутилен |
Диизобутилен |
20 |
1,05 |
3,6 |
0,64 |
19 |
Натуральный |
Толуол |
20 |
3,2 |
5,02 |
0,67 |
|
каучук |
|
|
|
|
|
20 |
Полистирол |
Толуол |
30 |
0,8 |
3,7 |
0,62 |
21 |
Полиметил- |
Хлороформ |
20 |
0,4 |
0,49 |
0,82 |
|
метакрилат |
|
|
|
|
|
22 |
Поливинил- |
Ацетон |
50 |
0,607 |
2,8 |
0,67 |
|
ацетат |
|
|
|
|
|
23 |
Полибутадиен |
Толуол |
25 |
0,42 |
2,6 |
0,64 |
24 |
Найлон |
Муравьиная |
25 |
1,37 |
11 |
0,72 |
|
|
кислота |
|
|
|
|
25 |
Полистирол |
Бензол |
25 |
0,52 |
3,7 |
0,62 |
26 |
Ацетат |
Ацетон |
25 |
3,11 |
1,49 |
0,82 |
|
целлюлозы |
|
|
|
|
|
27 |
Полиизобутилен |
Толуол |
25 |
0,876 |
8,7 |
0,56 |
28 |
Бутилкаучук |
Бензол |
25 |
2,13 |
69 |
0,5 |
29 |
Полиметил- |
Хлороформ |
20 |
0,4 |
0,49 |
0,82 |
|
метакрилат |
|
|
|
|
|
30 |
Полистирол |
Циклогексан |
34 |
0,68 |
8,2 |
0,5 |
31 |
Поливиниловый |
Вода |
25 |
0,869 |
5,95 |
0,63 |
|
спирт |
|
|
|
|
|
32 |
Найлон |
Муравьиная |
25 |
0,76 |
11 |
0,72 |
|
|
кислота |
|
|
|
|
33 |
Натуральный |
Толуол |
20 |
2,8 |
5,02 |
0,67 |
|
каучук |
|
|
|
|
|
113
Таблица используемых физико-химических величин.
Наименование величин |
Система СИ |
Концентрация (с) |
кг/м3 |
|
кмоль/м3 |
Частичная концентрация (n) |
частиц/м3 |
Объем (V) |
м3 |
Масса (m) |
кг |
Молекулярная масса (М) |
кг/кмоль |
Веc (Р) |
кг |
Средний размер коллоидных |
м |
частиц (r) |
|
Козффициент диффузии (D) |
м2/с |
Удельная поверхность (Sуд) |
м-1 |
|
м2/кг |
Давление (p) |
Н/м2 |
Сила (F) |
1 ньютон = 1 кг٠c2/м |
Скорость линейная (U) |
м/с |
Скорость объемная |
м3/с |
Ускорение силы тяжести (g) |
9,8 м/с2 |
Поверхностное натяжение ( ) |
Дж/м2 |
|
Н/м |
Адсорбция (Г) |
кмоль/м2 |
|
кг/кг |
|
кмоль/кг |
Вязкость ( ) |
Н٠с/м2, Па٠с |
Плотность( ) |
кг/м3 |
Газовая постоянная (R) |
8,3 103 Дж/град кмоль |
Число Авогадро (N) |
6,06 1026 молекул/кмоль |
Дизлектрическая постоянная ( ) |
8,85-10-12 фарад/м |
|
1 фарад = 1 Дж/В2 |
Постоянная Больцмана (К) |
1,33 10-23 Дж/град |
114
Содержание
1. Поверхностные явления и адсорбция……… |
3 |
2.Коллоидные поверхностно-активные вещества……………………………………… 29
3.Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем………………….………. 38
4.Оптические свойства дисперсных систем…. 55
5.Электроповерхностные свойства дисперсных систем………………………….. 64
6.Устойчивость и коагуляция дисперсных си-
стем………………………………………… 76
7.Структурно-механические свойства дисперсных систем………………………….. 90
8.Растворы высокомолекулярных соединений…………………………………… 103
9.Таблица используемых физико-химических величин………………………………………. 113