- •Дмитрів а. М., Стецьків а. О., Леочко н. С. Колоїдна хімія Навчальний посібник
- •Івано-Франківськ – 2011
- •Передмова
- •Розділ 1 поверхневі явища
- •Теоретичні відомості
- •Сорбційні процеси і їх класифікація
- •Приклади розв’язування задач
- •Заняття №1
- •Завдання для самостійної позааудиторної роботи і. Засвоїти основний матеріал навчальної програми
- •Іі. Дати письмові відповіді на контрольні запитання
- •Ііі. Розв’язати задачі
- •Самостійна робота на занятті
- •Лабораторна робота Адсорбція спиртів на межі вода повітря Інформаційна частина
- •Поверхневий натяг води при різних температурах
- •Експериментальна частина
- •Методичні вказівки
- •Питання для самоконтролю
- •Заняття №2
- •Завдання для самостійної позааудиторної роботи і. Засвоїти основний матеріал навчальної програми
- •Іі. Дати письмові відповіді на контрольні запитання
- •Ііі. Розв’язати задачі
- •Самостійна робота на занятті
- •Лабораторна робота Адсорбція ацетатної кислоти на вугіллі Інформаційна частина
- •Експериментальна частина
- •Методичні вказівки
- •Питання для самоконтролю
- •Розділ 2 фізико-хімія дисперсних систем
- •Методи одержання колоїдно-дисперсних систем
- •Диспергаційні методи одержання дисперсних систем
- •Конденсаційні методи одержання колоїдних систем
- •Приклади розв’язування задач
- •Заняття №3
- •Завдання для самостійної позааудиторної роботи і. Засвоїти основний матеріал навчальної програми
- •Іі. Дати письмові відповіді на контрольні запитання
- •Ііі. Розв’язати задачі
- •Самостійна робота на занятті
- •Перелік питань, які виносяться на змістовий модуль 3
- •Лабораторна робота Одержання колоїдних розчинів Експериментальна частина.
- •Методичні вказівки
- •Питання для самоконтролю
- •Заняття №4
- •Теоретична частина
- •Завдання для самостійної позааудиторної роботи і. Засвоїти основний матеріал навчальної програми
- •Іі. Дати письмові відповіді на контрольні запитання
- •Ііі. Розв’язати задачі
- •Самостійна робота на занятті
- •Лабораторна робота Визначення розмірів частинок дисперсної фази методом турбідиметрії
- •Експериментальна частина
- •Методичні вказівки
- •Питання для самоконтролю
- •Заняття №5 Тема: Електричні властивості колоїдних розчинів. Будова колоїдної міцели. Електрокінетичні явища.
- •Теоретичні відомості
- •Завдання для самостійної позааудоторної роботи і. Засвоїти основний матеріал навчальної програми
- •Іі. Дати письмові відповіді на контрольні запитання
- •Ііі. Розв’язати задачі
- •Самостійна робота на занятті
- •Визначення електрокінетичного потенціалу ліофобного золю
- •Експериментальна частина
- •Методичні вказівки
- •Питання для самоконтролю
- •Заняття №6
- •Теоретична частина
- •Завдання для самостійної позааудиторної роботи і. Засвоїти основний матеріал навчальної програми
- •Іі. Дати письмові відповіді на контрольні запитання
- •Ііі. Розв’язати задачі
- •Самостійна робота на занятті
- •Питання для самоконтролю
- •Заняття №7
- •Теоретична частина
- •Колоїдні поверхнево-активні речовини
- •Завдання для самостійноїпозааудиторної роботи і. Засвоїти основний матеріал навчальної програми
- •Іі. Дати письмові відповіді на контрольні запитання
- •Самостійна робота на занятті
- •Лабораторна робота Седиментаційний аналіз суспензії
- •Експериментальна частина Реактиви та обладнання: порошок Al2o3; дистильована вода; циліндр на 100 см3; торсійні терези; скляна паличка. Методичні вказівки
- •Питання для самоконтролю
- •Розділ 3 високомолекулярні сполуки
- •Приклади розв’язування задач
- •Заняття №8
- •Завдання для самостійноїпозааудиторної роботи і. Засвоїти основний матеріал навчальної програми
- •Іі. Дати письмові відповіді на контрольні запитання
- •Ііі. Розв’язати задачі
- •Самостійна робота на занятті
- •Питання для самоконтролю
- •Заняття №9
- •Завдання для самостійноїпозааудиторної роботи і. Засвоїти основний матеріал навчальної програми
- •Іі. Дати письмові відповіді на контрольні запитання
- •Ііі. Розв’язати задачі
- •Самостійна робота на занятті
- •Експериментальна частина
- •Методичні вказівки
- •Обробка результатів
- •Питання для самоконтролю
- •Перелік питань, які виносяться на модуль 2 «колоїдна хімія»
- •Банк тестових завдань з колоїдної хімії
- •1. Поверхневі явища
- •2. Загальна характеристика дисперсних систем, методи Їх одержання та очистки
- •3. Молекулярно-кінетичні властивості дисперсних систем (броунівський рух, дифузія. Осмотичний тиск). Седиментація. Оптичні властивості дисперсних систем
- •4. Електрокінетичні властивості колоїдних систем. Будова міцели
- •5. Стійкість і коагуляція. Колоїдний захист
- •6. ГРубодисперсні системи: аерозолі, суспензії, емульсії, порошки, піни
- •7. Колоїдні пар. Ккм
- •8. Високомолекулярні речовини та їх розчини
- •Засоби контролю знань студентів
- •Значення найважливіших фундаментальних сталих
- •Перелік літератури Основна література
- •Додаткова література
- •76018, М. Івано-Франківськ, вул. Галицька, 2.
Приклади розв’язування задач
Задача 1. Обчисліть величину адсорбції пропіонової кислоти на поверхні поділу 0,5 моль/дм3 водний розчин-повітря при 293 К, якщо залежність поверхневою натягу від концентрації виражається рівнянням Шишковського σ = 72,75∙10-3 – 2,5∙10-3 ln(1 + 7,73с).
Розв’язування. У приведене рівняння Шишковського підставляємо відповідні значення:
σ = 72,75∙10-3 – 2,5∙10-3 ln(1 + 7,73с) = 72,75∙10-3 – 2,5∙10-3ln(1 + 7,73 ∙0,5) = 68,8 ∙10-3 Н/м
Величину адсорбції визначаємо за формулою:
Відповідь. Г = 1,6∙10-6 моль/м2.
Задача 2. Визначити поверхневий надлишок (моль/м2 ) при 10 °С для розчину, що містить 50 мг/л пеларгонової кислоти (С18Н17СООН). Поверхневий натяг води при цій температурі 74,22∙ 10-3 Н/м, а розчину, що досліджується – 57,0 ∙ 10-3 Н/м.
Розв’язування. Для визначення поверхневого надлишку використовуємо формулу Гіббса:
де с2 – молярна концентрація пеларгонової кислоти (кмоль/м3), с1 = 0.
Визначаємо величину
Відповідь: Г 0, адсорбція позитивна.
Задача 3. Оцтову кислоту адсорбували з водного розчину 1 кг тваринного вугілля при 298 К. Після досягнення рівноваги добуто такі дані:
Початкова концентрація СН3СООН, моль/л 0,485 0,655 0,863 1,236 2,511 3,362;
Рівноважна концентрація СН3СООН, моль/л 0,018 0,031 0,062 0,126 0,471 0,882.
Визначити константи k і 1/n графічним методом.
Розв'язування. Адсорбцію оцтової кислоти визначаємо за різницею між початковою і рівноважною концентраціями:
Г, моль/кг 0,467 0,624 0,801 1,11 2,04 2,48.
Знаходимо логарифми рівноважних концентрації і відповідних величин адсорбції і будуємо графік логарифмічної ізотерми адсорбції (рис.):
lgc |
-1,7447 |
-1,5086 |
-1,2078 |
-0,8996 |
-0,3270 |
-0,0545 |
lgГ |
-0,3307 |
-0,2048 |
-0,0964 |
-0,0453 |
0,3096 |
0,3845 |
Рис. Логарифмічна ізотерма адсорбції оцтової кислоти тваринним вугіллям |
За рисунком знаходимо: lg k = 0,445, звідки k = 2,786.
1/n = tg φ = ВС/АС = 0,62/1,4 = 0,44.
Відповідь: k = 2,786; 1/n = 0,44.
Заняття №1
Тема: Поверхневі явища. Адсорбція на межі рідина-газ. Адсорбція спиртів на межі вода повітря.
Актуальність: Провізор на основі величини поверхневого натягу досліджуваних речовин та їх розчинників повинен вміти віднести останні до поверхнево-активних чи поверхнево-інактивних, а також встановити величину їх адсорбції.
Величина поверхневого натягу відноситься до числа фізико-хімічних констант, найбільше часто використовуваних для характеристики різноманітних рідин. Зміною величини поверхневого натягу обумовлені явища адсорбції, утворення і руйнування емульсій, стійкості і коагуляції колоїдних розчинів змочуванням та ін.
Навчальні цілі:
Знати:
визначення поверхневого натягу та його одиниці вимірювання;
вплив різних речовин на величину поверхневого натягу розчинника - поверхнево-активні, -неактивні, -інактивні речовини;
активність та адсорбція на межі рідина-газ, рівняння Гіббса;
залежність поверхневого натягу від концентрації ПАР;
визначення сорбційних процесів;
рівняння Шишковського та його взаємозв'язок із рівняннями Гіббса та Ленгмюра;
методи визначення поверхневого натягу рідин.
Вміти:
визначати методом Ребіндера поверхневий натяг рідин та розчинників;
будувати ізотерму поверхневого натягу (залежність поверхневий натяг-концентрація ПАР);
обчислювати за рівнянням Гіббса адсорцію ПАР на межі розчин-повітря.