Седиментационная устойчивость коллоидных систем

Примеры решения типовых задач

Задача 1.Рассчитать и сравнить скорость оседания частиц в гравитационном поле при следующих условиях: радиус частиц 10^7 м, плотность дисперсной фазы 2 г/см³, плотность дисперсионной среды 10³ кг/м³, вязкость среды 10^3 Пас.

Р е ш е н и е. Скорость оседания частиц в гравитационном поле рассчитывают, учитывая, что ₁= 210³кг/м³

u_Г=м/с.

Мицеллообразование

Примеры решения типовых задач

Задача 1.Написать формулы мицелл золей и указать знак электрического заряда коллоидной частицы:

а) Fe(OH)₃ стабилизированного FeCl₃;

б) Fe(OH)₃стабилизированногоNaOH.

Р е ш е н и е. а) На поверхности ядра коллоидной частицы, состоящей из молекул Fe(OH)₃, будут адсорбироваться только ионыFe³⁺. При этом частица имеет положительный заряд. Потенциалопределяющие ионы притягивают эквивалентное количество противоионов (Cl^). Формула мицеллы имеет следующий вид:

{[mFe(OH)₃]nFe³⁺ 3(nх)Cl^}^3х+ 3хCl^

б) На поверхности ядра коллоидной частицы, состоящей из молекул Fe(OH)₃, будут адсорбироваться только ионы ОН^. При этом частица имеет отрицательный заряд. Потенциалопределяющие ионы притягивают эквивалентное количество противоионов (Na⁺). Формула мицеллы имеет следующий вид:

{[mFe(OH)₃]nОН^(nх)Na⁺}^ххNa⁺

Задача 2.Золь хлорида серебра получен смешением 100 см³раствора хлорида натрия концентрации 0,003 моль/л и 34 мг раствора нитрата серебра. Написать формулу мицеллы золя и указать знак электрического заряда коллоидной частицы.

Р е ш е н и е.При смешивании растворов NaClиAgNO₃имеем:

NaCl+AgNO₃NaNO₃+AgCl

Рассчитаем количество вещества в каждом растворе с учетом того, что

С = ;=;

V(NaCl) = 0,1 л;m(AgNO₃) = 0,034 г; М (AgNO₃) = 170 г/моль

 (NaCl) = C(NaCl)  V(NaCl) = 0,003  0,1 = 3  10^4моль.

 (AgNO₃) == 210^4моль.

В избытке NaCl, следовательно, формула мицеллы имеет вид:

{[mAgCl]nCl^(nх)Na⁺}^ххNa⁺.

Агрегативная устойчивость коллоидных систем. Кинетика коагуляции Примеры решения типовых задач

Задача 1. Чтобы вызвать коагуляцию 100 мл золя Fe(OH)₃, к нему добавили 37 мл Na₃PO₄ концентрацией 0,33 моль/м³. Вычислить порог коагуляции.

Р е ш е н и е. Порог коагуляции вычисляем по формуле _с = . Для этого выразим объемы в м³:

V_золя = 100  10^6 = 10^4 м³;

V_эл = 37  10^6 м³.

_с = =моль/м³.

Задача 2. Кинетике коагуляции золя золота раствором хлорида натрия соответствуют следующие экспериментальные данные:

Время коагуляции , с	0	120	240	420	600	900
Число частиц 	2,691014	2,251014	2,021014	1,691014	1,471014	1,361014

Вязкость 10^3 Па  с, температура 293 К. Рассчитать константу Смолуховского (дать среднюю величину из пяти значений) и сравнить с величиной К, полученной по формуле К = .

Р е ш е н и е. Рассчитываем константу Смолуховского по формуле:

К = =м³/с.

Экспериментальную величину К рассчитываем по формуле К = .

Учитывая, что ₀ = 2,6910¹⁴, для всех значений  получаем

К_=120 = 6,06  10^18; К_=240 = 6,06  10^18; К_=420 = 5,24  10^18; К_=600 = 5,14  10^18; К_=900 = 4,04  10^18. Средняя величина равна К_ср = 5,02  10^18. Совпадение между К_теор и К_ср удовлетворительное. Следовательно, коагуляция быстрая.