III Коллоидная химия Вариант 1

1 Дайте определение порога коагуляции золя, сформулируйте правило Шульце-Гарди и запишите его обоснование, вытекающее из теории ДЛФО.

а) В пробе сточных вод объемом 50 л после добавления к ней 2,3 л 26%-ного раствора NaCl ( = 1,2 г/мл) появляются хлопья. Определите порог коагуляции рассматриваемого золя по отношению к NaCl. Рассчитайте расход 26%-ного раствора сульфата алюминия ( = 1,3 г/мл) на подготовку этих сточных вод к очистке от коллоидных частиц, если электрический заряд последних имеет знак:

а) “+” и б) “ – “.

(Расход – объем коагулирующего раствора, необходимый для осветления 1 л (1 м³) сточной воды)

б) На коагуляцию гидрозоля AgIиз 10 литров сточных вод КБО потребовалось 0,8 л 10%-ного раствораNaCl(= 1,07 г/мл). Рассчитать расход 28%-ного раствораAl₂(SO₄)₃(= 1,30 г/мл) для извлеченияAgIиз 100 м³ указанных сточных вод, если электрический заряд коллоидных частицAgI: а) “+” и б) “ – “. Запишите формулы мицелл золя для обоих случаев.

в) Перед подачей речной воды в цеха завода ее осветляют: вводят в нее электролит-коагулятор и образующийся ил удаляют после отстаивания воды в специальных отстойниках. Рассчитать расход коагулянта (кг/час) NaCl,FeSO₄,Al₂(SO₄)₃, если расход речной воды на предприятии составляет 100000 м³/сутки, а порог коагуляции равен поNaCl52 моль/м³, поFeSO₄ 0,81 моль/м³, поAl₂(SO₄)₃0,036 моль/м³. По каким признакам можно определить знак электрического заряда коллоидных частиц в речной воде и каков он в данном случае?.

2 Нарисуйте характерный вид изотерм а) мономолекулярной адсорбции и

б) полимолекулярной адсорбции газов на мезопористой поверхности. Укажите их особенности. Какие экспериментальные данные необходимо знать, чтобы рассчитать удельную поверхность твердого адсорбента.

Вариант 2

1 Нарисуйте графики всех возможных вариантов изменения поверхностного натяжения водных растворов в зависимости от природы растворенного вещества. Приведите примеры этих веществ и укажите причины, которые обуславливают их влияние на величину поверхностного натяжения.

Какие вещества относятся к коллоидным ПАВ и каковы особенности их поведения в водных растворах.

2 Дайте определение электрокинетического потенциала и представьте рисунок, показывающий его взаимосвязь с падением потенциала в ДЭС. Перечислите электрокинетические явления и укажите признаки, по которым они различаются.

Запишите мицеллу золя гидроксида железа и рассчитайте электрокинетический потенциал коллоидных частиц по данным электрофореза: внешняя ЭДС равна 170 В, расстояние между электродами 0,45 м, смещение границы золя к катоду составило 12 мм за 30 мин, вязкость дисперсионной среды 8,94  10 ^{- 4} Па  с , относительная диэлектрическая проницаемость  = 78,2, диэлектрическая проницаемость вакуума

₀ = 8,85  10 ^{- 12} Кл²/ (Джм).

IV квантовая механика и квантовая химия Вариант 1

1 Приведите графики радиального, углового и полного распределения электронной плотности для 4d(x2-y2) - состояния атома водорода.

2 Рассмотрите молекулу СО₂в:

а) методе ВС - тип гибридизации, валентное состояние атомов, схема перекрывания орбиталей, валентные схемы, полярность молекулы и ее дипольный момент;

б) методе МО - основные принципы построения ЛКАО, формы МО, энергетическая диаграмма и электронная конфигурация молекулы.

3 Нарисуйте валентные схемы связывания (структурные формулы) для указанных молекул и ионов, обоснуйте их пространственное строение, используя модель Гиллеспи, и укажите тип гибридизации центрального атома:

BF₃ , ClF₃, ClO₂^–, SO₄^2–, PCl₅, СО₂, ХеF₂.