Контрольні питання

1. Опишіть види стійкості дисперсних систем і охарактеризуйте їх кінетичну стійкість.

2. Що таке агрегативна стійкість дисперсних систем?

3. Опишіть конденсаційну стійкість дисперсних систем.

4. Які фактори стійкості дисперсних систем ви знаєте?

5. Коагуляція, види коагуляції.

6. Коагуляція під дією електролітів. Правило Шульце−Гарді.

7. Опишіть явище гетерокоагуляції.

8. Суть теорій коагуляції Фрейндліха і Мюллера.

9. Основні аспекти теорії ДФЛО.

10. Концентраційна теорія коагуляції колоїдних розчинів.

11. Нейтралізаційна теорія коагуляції колоїдних розчинів.

12. Що таке перезарядка золів? Ізоелектрична точка.

13. Що таке швидка і повільна коагуляція? Їх визначення.

14. Яка роль молекул ПАР і ВМС у стабілізації золів?

15. Що таке „золоте”, „срібне” чи „рубінове” захисне число?

Приклади розв’язку задач

Приклад 1. Користуючись рівняннями адсорбції Фрейндліха і Ленгмюра, обчислити величину адсорбції азота слюдою при температурі 90 К, якщо тиск азоту рівний 0,4 Па, n = 0,417, К= 0,84; а = 0,64.

Розв’язок

Використовуючи рівняння адсорбції Фрейндліха: ,

запишемо

Використовуючи рівняння адсорбції Ленгмюра: ,

де величина адсорбції при повному насиченні шару;

а - відношення швидкості десорбції і адсорбції;

Ср - рівноважна концентрація, яку для газів можна замінити величиною, пропорційною їй - рівноважним тиском р:

.

Відповідь: 0,57; 0,55.

Приклад 2. Визначити величину адсорбції Гіббса оцтової кислоти у водних розчинах концентраціями 0,268 і 2,834моль/л при 25 С, якщо поверхневі натяги цих розчинів відповідно рівні 48,3

Розв’язок

Величина адсорбції Гіббса розраховується за формулою: ,

де с_р - рівноважна концентрація розчину;

R - універсальна газова стала, 8,31 Дж/моль ;

Т - абсолютна температура, К;

поверхнева активність.

Для визначення величини адсорбції Гіббса можна скористатись наближеним рівнянням Гіббса: ,

де С_сер - середнє значення концентрації;

С_сер=

-поверхневі натяги розчинів, Дж/м ;

-концентрації розчинів моль/м .

Відповідь: 4,83

Приклад 3. Для одержання золя аргентум йодиду змішали 20мл 0,01моль-екв/л розчину КJ і 10мл 0,005моль-екв/л розчину AgNO . Напишіть формулу міцели утвореного золя.

Розв’язок

Рівняння реакції одержання золя AgJ

AgNO +KJ = KNO +AgJ.

Будова міцели залежить від того, яка з реагуючих речовин взята в надлишку.

Добуток молярної концентрації еквівалентів на об’єм розчину є величина кількості еквівалентів речовини.

Отже, в надлишку взято КJ.

Тоді агрегатом міцели будуть адсорбуватись йодид-іони, які надають гранулам негативного заряду:

Приклад 4. Для коагуляції 10мл золя AgJ потрібно 0,45мл розчину Ba(NO ) молярної концентрації еквівалентів 0,05моль/л. Визначить поріг коагуляції золя.

Розв’язок

Поріг коагуляції розраховують за формулою:

,

де С_ел. −молярна концентрація еквівалентів електроліту, моль/м

V_ел,V_золя− об’єми електроліту і золя, взятих для коагуляції, м .

В даному випадку можна використати однакові одиниці об’єму, наприклад, мл.

Тоді

Відповідь: 2,25

Задачі для самостійного розв’язку

1. При 293 К поверхневий натяг ртуті становить 0,458 Н/м, а амальгами калію ( С (К) = 0,11кмоль/м ) − 0,3926 Н/м. Визначити адсорбцію калію на поверхні ртуті.

Відповідь: 1,34

2. Визначити поверхневу активність наведених нижче кислот, якщо поверхневий натяг їх 0,12 моль/л розчинів має такі значення:

а) оцтова (етанова) − 70,8 ·10^-3 Н/м

б) масляна (бутанова) − 56,0

Відповідь: 18,8·10^-3; 141·10^-3.

3. Побудувати ізотерму адсорбції карбон (4) оксиду активованим вугіллям при 231 К; визначити константи емпіричного рівняння Фрейндліха, використо-вуючи такі експериментальні дані:

Рівноважні тиски (р·10², Па) 10,0 44,8 100,0 144,0 250 452

Величина адсорбції (А, моль/кг) 0,734 1,516 2,186 2,664 3,295 4,023

4. 0,198 н. розчину СН₃СООН збовтували з 3г вугілля. Після досягнення рівноваги на титрування 5мл розчину СН СООН пішло 11мл 0,05н. розчину NаOH. Визначити величину адсорбції.

Відповідь: 0,044.

5. При 295 К поверхневий натяг води дорівнює 72,2 а поверхневий натяг 0,1М розчину натрій олеату − Визначити адсорбцію натрій олеату на поверхні розчину.

Відповідь: 2,49

6. Обчислити адсорбцію бутанової кислоти концентрацією 0,1кмоль/м на поверхні поділу водного розчину з повітрям при 273 К, якщо залежність поверхневого натягу від концентрації виражається рівнянням Шишковського:

Відповідь: 8,37

7. Золь ферум (ІІІ) гідроксиду добуто в результаті додавання до 85 мл киплячої води 15мл 2%-ного розчину FeCl . Написати формулу міцели золю Fe(OH) , враховуючи, що при утворенні золя Fe(OH) в розчині присутні йони FeO

8. Золь аргентум броміду добуто змішуванням однакових об’ємів 0,008 н. розчину калій броміду і 0,0096 н. розчину аргентум нітрату. Визначити знак заряду частинок золя і написати формулу міцели золя.

9. Які об’єми 0,029%-ного розчину NaCl і 0,001 н. розчину AgNO потрібно змі-шати, щоб добути незаряджені часточки золю аргентум хлориду? Густина розчину NaCl

Відповідь: 4.95·10^-6 м³ AgNO₃ і 10^-6 м³ NaCl.

10. Золь барій сульфату добуто змішуванням однакових об’ємів розчинів барій нітрату і сульфатної кислоти. Написати формулу міцели золя, якщо в електричному полі гранула переміщується до анода.