Вариант 6

1. Рассчитайте избыточное давление в капле воды (за счет кривизны) с удельной поверхностью 310⁶ м^-1 при температуре 313 К, если поверхностное натяжение воды при 298 К составляет 71,96 мДж/м², а температурный коэффициент поверхностного натяжения воды = -0,16 .

2. Между двумя параллельными пластинами находится слой воды толщиной 0,5 мкм. Рассчитайте давление, сжимающее пластины, если угол смачивания  = 0°, поверхностное натяжение воды равно 71,96 мДж/м². Определите силу, которую необходимо приложить для отрыва пластин друг от друга, если размер каждой 10×10 см.

3. Оцените размер частиц SrSO₄, зная, что их растворимость на 3 %(масс.) больше растворимости крупных кристаллов. Межфазное натяжение при 298 К примите равным 85 мДж/м², плотность SrSO₄ 3,96г/см³.

4. Используя уравнение БЭТ, рассчитайте удельную поверхность адсорбента по изотерме адсорбции бензола (варианты I—IV):

I		0,04	0,08	0,16	0,22	0,27	0,36	0,46
	А, моль/кг	0,348	0,483	0,624	0,724	0,805	0,928	0,13
II		0,05	0,12	0,19	0,26	0,34	0,44	0,50
	А, моль/кг	0,31	0,593	0,795	0,99	1,21	1,525	1,77
III		0,03	0,07	0,12	0,17	0,24	0,31	0,38
	А, моль/кг	0,196	0,301	0,373	0,423	0,488	0,520	0,625
IV		0,02	0,05	0,11	0,19	0,25	0,30	0,36
	А, моль/кг	0,104	0,196	0,298	0,387	0,443	0,488	0,550

Площадь, занимаемую молекулой бензола, примите равной 0,49 нм².

5. Рассчитайте и постройте характеристические кривые для бензола и хлороформа, а также изотерму адсорбции хлороформа при 293 К по данным адсорбции бензола на микропористом активном угле при 293 К:

p, Па	0,13	0,51	1,30	3,33	16,7	37,3	95,6	319,8
A, моль/кг	1,13	1,69	2,25	2,82	3,94	4,50	5,25	5,77

Коэффициент аффинности для хлороформа равен 0,87 (стандартное вещество – бензол). Давление насыщенного пара бензола и хлороформа при этой температуре соответственно равно 10,4710³ Па и 23,9910³ Па, плотность жидкого бензола 0,879 г/см³ и хлороформа 1,480 г/см³.

6. Растворенное в воде ПАВ адсорбируется на поверхности ртуть – вода согласно уравнению Ленгмюра. При концентрации ПАВ 0,3 моль/л степень заполнения поверхности  составляет 0,6. Рассчитайте поверхностное натяжение на границе раздела ртуть – раствор при 298 К, если концентрация ПАВ равна 0,2 моль/л. Предельное значение площади, занимаемой молекулой ПАВ на поверхности, примите равной 0,20 нм², поверхностное натяжение на границе раздела ртуть – вода 0,373 Дж/м².

7. В 150 мл раствора H₂SO₄ с концентрацией 0,110 моль/л ввели 3 г сильноосновного анионита в ОН^-– форме. После установления равновесия ионного обмена отобрали 50 мл раствора, для нейтрализации которого потребовалось 22 мл раствора КОН концентрацией 0,05 моль/л. Рассчитайте полную обменную емкость анионита.

8. Определите частичную концентрацию золя Al₂O₃, исходя из следующих данных: массовая концентрация 0,3 г/л, коэффициент диффузии сферических частиц золя 210^–6 м²/сут, плотность Al₂O₃ 4 г/см3, вязкость среды 110^–3 Па-с, температура 293 К.

9. Определите удельную поверхность порошка сульфата бария (в расчете на единицу массы), если частицы его оседают в водной среде на высоту 0,226 м за 1350 с (предполагая, что частицы имеют сферическую форму). Плотность сульфата бария и воды соответственно 4,5 и 1 г/см³, вязкость воды 110^–3 Пас.

10. Рассчитайте электрокинетический потенциал на границе раздела фаз кварц – водный раствор KCl по следующим данным электроосмоса: сила тока 210^–3 А, время переноса 0,1 мл раствора 110 с, удельная электропроводность раствора 6,210^–2 Смм^–1, вязкость 10^–3 Пас, относительная диэлектрическая проницаемость 80,1.

11. Рассчитайте электрокинетический потенциал частиц золя Fe(OH)₃ по данным электрофореза: внешняя э.д. с. 170 В, расстояние между электродами 0,45 м, смещение границы золя к катоду составило 12 мм за 30 мин. При температуре опыта, равной 298 К, вязкость дисперсионной (водной) среды 8,9410^–4 Пас и относительная диэлектрическая проницаемость 78,2.

12. Рассмотрите возможность применения уравнения Бугера – Ламберта – Бера для гидрозолей гидроксида железа, используя данные по ослаблению монохроматического света ( = 500 нм) этими дисперсными системами:

Концентрация золя, % (масс.)	0,20	0,10	0,08	0,04	0,02
Толщина слоя, мм	2,5	2,5	2,5	5,0	5,0
Доля прошедшего света, %	1,7	11,8	18,6	18,2	43,0

Определите, какая доля света будет рассеяна 0,02%-ным золем, находящимся в кювете длиной 30 мм.

13. Рассчитайте радиус мицелл ПАВ в водной среде, считая их сферическими, по следующим данным: коэффициент диффузии мицелл при 313 К равен 0,6910^–11 м²/с, вязкость среды 810^–4 Пас.

14. Гидрозоль кремнезема, полученный из силиката натрия путем ионного обмена, после термической обработки содержит аморфные частицы плотностью 2,2 г/см³. Оцените поверхностное натяжение кремнезема на границе с водным раствором, если растворимость при 298 К макрофазы составляет 0,015 % (масс), а частиц с удельной поверхностью 810⁴ м²/кг равна 0,016 % (масс).

15. Рассчитайте константу скорости быстрой коагуляции суспензии каолина в воде по данным кинетики коагуляции, полученным с помощью ультрамикроскопа (при 293 К):

, с	0	100	175	250	400	500
10–14, част./м3	5,00	3,78	3,23	2,86	2,22	1,96

16. Постройте график энергии взаимодействия плоскопараллельных пластин большой толщины в водном растворе одно-одновалентного электролита по следующим данным: потенциал диффузного слоя _ = = 110^–2 В, C₀ = 1 ммоль/л, константа Гамакера A* = 1,2510^–20 Дж, диэлектрическая проницаемость среды 80,1. Значения энергии взаимодействия рассчитайте для расстояний между поверхностями пластин 5, 10, 20, 30 и 50 нм при 293 К.

17. Рассчитайте вязкость 50%-ного водного раствора глицерина, если при приложении к нему напряжения 18 Н/м² скорость развития деформации составляет 310³ с^–1.

18. Рассчитайте модули упругости натурального каучука при различных температурах, если под действием постоянного напряжения 110⁵ Н/м² относительная деформация составляла:

T, К	223	283	313
, %	2	40	80