Вариант 10

1. Для определения поверхностного натяжения воды взвешивают капли, отрывающиеся от капилляра и измеряют диаметр шейки капли в момент ее отрыва. Оказалось, что масса 318 капель воды равна 5 г, а диаметр шейки капли – 0,7 мм. Рассчитайте поверхностное натяжение воды.

2. Определите, при каком пересыщении давление паров над каплей бензола диаметром 210^-2 мкм при 313 К соответствует равновесному. Поверхностное натяжение бензола 26,13 мДж/м², а плотность 0,858 г/см3. Что будет происходить, если пересыщение паров станет больше или меньше рассчитанной величины?

3. Рассчитайте работу адгезии в системе вода – графит, зная, что краевой угол равен 90°, а поверхностное натяжение воды составляет 71,96 мДж/м². Определите коэффициент растекания воды на графите.

4. Используя уравнение БЭТ, рассчитайте удельную поверхность адсорбента по изотерме адсорбции азота:

	0,0288	0,050	0,110	0,136	0,175	0,200
A, моль/кг	2,16	2,39	2,86	3,02	3,22	3,33

Площадь, занимаемая одной молекулой азота в адсорбционном слое, равна 0,16 нм².

5. По уравнению Дубинина – Радушкевича рассчитайте объем пор сажи на основе данных об адсорбции паров бензола:

	0,3	0,4	0,5	0,6
A, моль/кг	1,10	1,38	1,60	1,90

Мольный объем бензола равен 88,8 см³/моль.

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

7. Определите, какое количество (в кг) морской воды можно обессолить с помощью хроматографических колонок, содержащих 1 кг катионита и 1 кг анионита, если динамическая обменная емкость каждого ионита равна 3,5 экв/кг. Концентрация солей, преобладающих в воде, в % (масс): NaCl – 2,74, MgCl₂ –0,33, MgSO₄ – 0,23.

8. Определите высоту, на которой после установления диффузионно-седиментационного равновесия концентрация частиц гидрозоля SiO₂ уменьшится вдвое. Частицы золя сферические, дисперсность частиц: а) 0,2 нм^-1; б) 0,1 нм^-1; в) 0,01 нм^-1. Плотность SiO₂ 2,7 г/см³, плотность воды 1 г/см³, температура 298 К.

9. Рассчитайте толщину диффузного ионного слоя  на поверхности пластинки при 300 К в водном растворе, 1 л которого содержит 0,05 г NaCl и 0,01 г Ba(NO₃)₂ (индифферентные электролиты). Относительная диэлектрическая проницаемость раствора равна 76,5. Во сколько раз изменится , если раствор разбавить чистой водой в 4 раза?

10. Определите -потенциал корундовой мембраны по результатам электроосмоса растворов КС1:

CKCl, моль/л	0,01	0,02	0,10	0,50
, Смм–1	0,128	0,250	1,167	5,55
R, Ом	565	520	340	71,6
I103, А	10	26	30	50
103, мл/с	0,780	0,628	0,730	0,185

R – сопротивление мембраны, заполненной соответствующим раствором КС1.

Относительная диэлектрическая проницаемость растворов 80,1, вязкость 110^–3 Пас, температура 293 К.

Для всех растворов рассчитайте толщину диффузного ионного слоя  и сопоставьте характер изменения –потенциала и  при увеличении концентрации KCl.

11. Рассчитайте потенциал, возникающий при течении водного раствора через мембрану из полистирола под действием давления 210⁴ Па, если известно, что при электроосмосе в этой дисперсной системе объёмная скорость раствора равна 810^–4 мл/с при силе тока 410^–4 А.

12. Рассчитайте радиус частиц полистирольного латекса (варианты I – IV) по зависимости оптической плотности D от длины волны света :

, нм	D
	I	II	III	IV
400	0,562	0,900	0,795	-
440	0,414	0,704	0,566	-
490	0,289	0,518	0,382	0,336
540	0,207	0,387	0,267	0,266
582	0,159	0,306	0,202	0,221
630	0,120	0,237	0,150	0,180

При расчете используйте уравнение Геллера.

13. По уравнению Дебая рассчитайте молекулярную массу полистирола и второй вириальный коэффициент, используя следующие данные по измерению светорассеяния растворов полистирола в толуоле:

Концентрация раствора с, г/л	1,11	1,45	1,88	2,43	2,87
Мутность раствора 108, м–1	3,68	4,47	5,55	6,50	7,13

Постоянную Н примите равной 1,1710^–13.

14. Во сколько раз уменьшится суммарное число частиц _ дыма мартеновских печей через 1, 10, 100 с после начала коагуляции? Средний радиус частиц 20 нм, концентрация 110^–3 кг/м³, плотность частиц 2,2 г/см³. Константа быстрой коагуляции, по Смолуховскому, равна 310^–16 м³/с

15. Рассчитайте энергию притяжения двух толстых параллельных пластин в водной среде, если расстояния между поверхностями равны 5, 10, 15, 20 и 50 нм и постройте график зависимости энергии от расстояния. Константу молекулярных сил Гамадера примите равной 210^–20Дж.

16. При исследовании коагуляции полистирольного латекса получены следующие значения порогов коагуляции:

Электролит	NaCl	CaCl2	AlCl3
Порог коагуляции, моль/л	0,47	8,810–3	610–4

Рассчитайте соотношение порогов коагуляции и сопоставьте его с соотношением, получаемым в соответствии с правилом Дерягина – Ландау.

17. Определите вязкость машинного масла, если через капилляр длиной 6 см и диаметром 1 мм оно протекает со скоростью 2,0410^–3 см³/с под давлением в 100 Па.

18. При измерении вязкости растворов полистирола в толуоле с помощью капиллярного вискозиметра получены следующие данные:

C, г/л	0	1,70	2,12	2,52	2,95	3,40
Время истечения раствора , с	97,6	115,1	120,2	124,5	129,9	134,9

Рассчитайте значения относительной, удельной, приведенной вязкости растворов полимеров и постройте график зависимости _уд/C =f(C). Определите характеристическую вязкость [] и вискозиметрическую константу Хаггинса K'.