8.3. Методические указания студентам

Вопросы и задачи для самоконтроля подготовленности

К проведению лабораторных работ

Лабораторная работа №1

1. Предмет, методы коллоидной химии. Гетерогенные системы, их классификация. Понятие сплошной и дисперсной фазы.

2. Классификация дисперсных систем по степени дисперсности. Количественная характеристика дисперсности. Признаки объектов коллоидной химии.

3. Классификация микро- и ультрамикрогетерогенных систем по агрегатному состоянию фаз, по характеру межфазного взаимодействия, по кинетическим свойствам дисперсной фазы, по топографическому признаку, по внутренней структуре частиц дисперсной фазы и другим признакам.

4. Методы получения дисперсных систем. Разновидности диспергационных методов.

5. Конденсационные методы получения дисперсных систем. Физическая конденсация. Метод химической конденсации. Получение золей реакциями восстановления, окисления, разложения, гидролиза, двойного обмена.

6. Строение мицеллы лиофобного золя. Двойной электрический слой и пути его образования. Правило Панета-Фаянса. Термодинамический (φ-) и дзета (ξ-) потенциалы.

7. Пептизация и ее виды. Примеры.

8. Рассеяние (опалесценция) света дисперсными системами и истинными растворами. Какими параметрами количественно характеризуют рассеяние света в системе? Почему золи рассеивают преимущественно коротковолновое излучение? Объясните причину возникновения конуса Фарадея-Тиндаля при падении луча света на золь.

Задачи

1. Написать формулы мицелл:

а) золя хлорида свинца, стабилизированного хлоридом калия;

б) золя бромида серебра, потенциалопределяющими ионами которого оказались ионы серебра;

в) золя сульфата бария, стабилизированного хлоридом бария;

г) золя хлорида серебра, противоионами которого являются ионы натрия.

2. Рассчитайте суммарную площадь поверхности частиц золя сульфида мышьяка и число частиц в 0,5 л золя, если 1л золя содержит 2,25 г As₂S₃. Частицы золя имеют форму кубиков с длиной ребра 1,2 • 10^–7 м. Плотность As₂S₃ равна 3506 кг/м³.

3. Составьте формулу мицеллы золя гидроксида алюминия, полученного при глубоком гидролизе сульфата алюминия. Назовите части мицеллы.

Лабораторная работа №2

1. Поверхностные явления, энергия, натяжение. Характер влияния температуры, концентрации растворённых веществ и их природы на величину поверхностного натяжения.

2. Методы определения поверхностного натяжения жидкостей и твёрдых тел.

3. Классификация поверхностных явлений по способу уменьшения поверхностной энергии. Смачивание, его виды. Краевой угол смачивания. Растекание.

4. Когезия, адгезия. Вязкость. Капиллярные явления. Поверхностные плёнки, их свойства.

5. Сорбция и сорбционные процессы. Адсорбция, общие закономерности. Классификация адсорбции по агрегатному состоянию фаз.

6. Адсорбция на поверхности раздела жидкость – газ. Уравнение Гиббса. ПАВ. Ориентация молекул на поверхности разделе фаз.

7. Адсорбция на поверхности раздела твёрдое тело – и твёрдое тело – жидкость. Характеристика твёрдых адсорбентов. Природа адсорбционных сил. Хемосорбция.

8. Изотермы адсорбции. Уравнение Лэнгмюра и Фрейндлиха-Бедекера. Переход от уравнения Гиббса к уравнению Лэнгмюра.

9. Теория полимолекулярной адсорбции БЭТ.

Задачи

1. Определите графическим методом константы в уравнении Лэнгмюра для адсорбции уксусной кислоты из водного раствора активированным углём при 25⁰С, исходя из следующих данных

   Конц.СН3СООН, моль/л	0,031	0,062	0,268	0,822
   Г, моль/кг	0,624	1,01	1,91	2,48

2. Рассчитайте по уравнению Ленгмюра адсорбцию пропионовой кислоты из раствора с концентрацией 0,5моль/л на поверхности раздела раствор-воздух при 298К, если поверхностное натяжение этого раствора 55,6мДж/м², поверхностное натяжение воды 71,96мДж/м² и константа уравнения Ленгмюра К=7,73л/моль.

3. Определите величину и знак удельной адсорбции Г(кмоль/м²) при 20⁰ для раствора с содержанием 100мг/л октановой кислоты С₇Н₁₅СООН. Поверхностное натяжение данного раствора 52^.10^–3Дж/м².