4) Седиментационный анализ. Оседание частицы в жидкой среде.

5) Конденсационно-кристаллизационные структуры.

6) Рассчитать удельную адсорбцию и построить изотерму адсорбции 1,4-бутандиола на поверхности его водных растворов по зависимости σ = f (N) (N – мольная доля растворённого вещества в растворе) при Т = 303 К (табл.). Оценить, в какой мере к поверхностному слою этой системы применима гипотеза монослоя.

Таблица. Поверхностное натяжение водных растворов 1,4-бутандиола при Т = 303 К

N·102	σ·103, Н/м	N·102	σ·103, Н/м	N·102	σ·103, Н/м
0,5 1,0 1,5	67,3 65,0 63,1	2,0 2,5 3,0	61,6 60,4 59,3	3,5 4,0 4,5	58,3 57,7 57,2

7) Рассчитать удельную поверхность адсорбента по изотерме адсорбции бензола на его поверхности. Площадь, занимаемая молекулой бензола, S₀ = 49·10^-20 м².

p/р_s 0,024 0,08 0,14 0,20 0,27 0,35 0,46

а·10³, моль/кг 14,9 34,8 47,2 56,8 66,3 79,3 101,0

8) Вывести формулу φ = f (r) для сферической слабозаряженной частицы.

9) Рассчитать массу осадка, полученного на цилиндрическом электроде при электрофорезе водной суспензии карбоната стронция. Длина электрода l = 2·10^-2 м; радиус внутреннего электрода r₂ = 1·10^-3 м; радиус наружного электрода r₁ = 24·10^-3 м; ζ = 35·10^-3 В; напряжение на электродах U = 15В;

с₀ = 0,7·10³ кг/м³; η = 1·10^-3 Па·с; с_m = 0,7·10³ кг/м³; ε = 81; t = 20с.

10) Рассчитать и сравнить время оседания частиц в гравитационном и центробежном полях при следующих условиях: радиус частиц r = 10^-7 м; плотность дисперсной фазы ρ = 3·10³ кг/м³; плотность дисперсионной среды ρ₀ = 1·10³ кг/м³; вязкость η = 1·10^-3 Па·с; высота оседания Н = 0,1 м; центробежное ускорение ω²h = 200g.

11) Проверить применимость теории быстрой коагуляции на основании экспериментальных данных (табл.) и вычислить расстояние между частицами h₀, при сближении на которое они объединяются в агрегат. Коагуляция золя золота изучена при Т = 291 К, вязкость дисперсионной среды η = 1,06·10^-3 Па·с, исходная концентрация золя n₀ = 5,22·10¹⁴ м^-3, а = 9,6·10^-8 м, порог коагуляции (NaCl) с_кр = 20 моль/м³.

Таблица. Кинетика коагуляции золя золота

t, с	Σni·10-14, м-3	t, с	Σni·10-14, м-3	t, с	Σni·10-14, м-3
0 60 120	5,22 4,35 3,63	180 300 420	3,38 2,75 2,31	600 900	1,95 1,48

12) Вычислить τ_с коллоидного раствора магнитного материала в магнитном поле.

Рекомендуемая литература

1) С.С. Воюцкий. Курс коллоидной химии. «Химия», 1976 г.

2) М.И. Гельфман, О.В. Ковалевич, В.П.Юстратов. Коллоидная химия. Изд-во «Лань», 2003 г.

3) Ю.Г. Фролов. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсия системы. «Химия», 1989 г.

4) А.Д. Зимон. Коллоидная химия, 2003 г.

Контрольная работа по дисциплине

«Коллоидная химия»

для студентов гр. 5228.

Номер варианта соответствует двум последним цифрам зачетной книжки.

Контрольную работу необходимо сдать до начала сессии.

На все вопросы контрольной работы ответить в письменной форме.

Вариант 17

1) Гетерогенность коллоидных систем как основное отличие их от молекулярных растворов. Расклинивающее давление.

2) Поверхностное натяжение. Размерность. Экспериментальные методы определения поверхностного натяжения.

3) Теория БЭТ.

4) Весовая модификация седиментационного анализа. Метод Вигнера.

5) Коагуляционные структуры.

6) Вертикально установленная капиллярная трубка с внутренним диаметром d = 3·10² мкм одним концом погружена в жидкость на глубину h = 3 см, а вторым соединена с сосудом, в котором поддерживается избыточное давление. Определить, при каком давлении в сосуде будет происходить отрыв пузырька воздуха от нижнего, погруженного в жидкость конца капилляра. Поверхностное натяжение и плотность жидкости соответственно равны σ = 72·10^-3 Н/м и ρ = 1·10³ кг/м³.

7) Вычислить предельный адсорбционный объём активированного угля БАУ по изотерме адсорбции бензола (табл.). Молярный объём бензола υ_m = 89·10^-6 м³/моль.

Таблица. Изотерма адсорбции бензола на активированном угле БАУ

p/рs	а, моль/кг	p/рs	а, моль/кг	p/рs	а, моль/кг
1,33·10-6 2,13·10-5 1,21·10-4 5,60·10-4	0,50 0,85 1,18 1,55	1,63·10-2 3,77·10-2 9,47·10-2 0,201	2,25 2,39 2,56 2,74	0,327 0,460 0,657 0,847	2,86 3,00 3,19 4,47

8) Рассчитать поверхностную плотность заряда сферической частицы.