zadat-fkh

5.20 В обратимой реакции

K1

A B

K2

через 30 минут от начала реакции вещества А осталось 80 %, а равновесное его количество составило 30 % от первоначального. Найти константы скорости прямой и обратной реакций.

8.ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

ИДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ

Задача 1 1.1 При дроблении 1 г серы получили частицы кубической формы с

длиной ребра 10-3 см. Определить суммарную поверхность частиц, если плотность серы равна 2,07 г/см3.

1.2 При дроблении 1 г серы получили частицы шарообразной формы с диаметром 6·10-7 см. Определить суммарную поверхность частиц, если плотность серы равна 2,07 г/см3.

1.3 Во сколько раз возрастает поверхность частиц в результате дробления кубика серебра с длиной ребра 0,5 см до частиц кубической формы с длиной ребра 5·10-6 см. Плотность серебра равна 10,5 г/см3.

1.4 Вычислить общую и удельную поверхность раздела фаз гидрозоля Аs2S3, средний диаметр частиц которого равен 120·10-9 м, а их плотность ρ = 3, 43·103 кг/м3 (ответ дать в м-1 и м2 / кг).

1.5Определить общую и удельную поверхность раздела фаз суспензии

каолина (плотность которого ρ = 2,5·103 кг/м3), если ее частицы принять шарообразными и средний диаметр частиц считать равным 0,5·10-6 м. Суспензию считать монодисперсной (ответ дать в м-1 и м2 / кг).

1.6Вычислить поверхностное натяжение глицерина, если в капилляре с радиусом r = 0,4·10-3 м он поднялся на высоту h = 25,6·10-3 м. Плотность

глицерина ρ = 1,26·103 кг/м3 .

91

1.7 Вычислить поверхностное натяжение глицерина, если в капилляре с радиусом r = 0,6·10-3 м столбик его опустился на 17,02· 10-3 м ниже уровня ртути в сосуде. Плотность глицерина ρ = 1,26·103 кг/м3 .

1.8 Вычислить общую и удельную поверхность 1 кг угольной пыли с

диаметром частиц равным 0,08. м. Плотность угля равна 1,8·103 кг/м3 (ответ дать в м-1 и м2 / кг).

1.9 Вычислить поверхностное натяжение анилина на границе с воздухом при температуре 292 К, если методом наибольшего давления пузырьков получены следующие результаты: давление пузырька при проскакивании его в воду равно 11,82·102 Н/м2, а в анилин 711,5 Н/м2 . Поверхностное натяжение воды σ° = 72,55·10-3 Н/м.

1.10 Найти поверхностное натяжение анилина, если с помощью сталагмометра Траубе получены следующие данные: число капель анилина 42, плотность его равна 1,04·103 кг/м3, число капель воды 24. Температура опыта 288 К. Поверхностное натяжение воды σ° = 73,26·10-3 Н/м. Плотность воды 998 кг/м3.

1.11Раствор, содержащий 0,001 г/мл Fе2О3, разбавлен в 10000 раз. Ультрамикроскопический подсчет в разбавленном растворе дал в среднем 3

частички в поле зрения диаметром 0,04 мм и глубиной 0,04 мм. Принимая, что частицы имеют сферическую форму и что плотность их равна 5,2 г/см3, найти чему равен диаметр частиц.

1.12Приняв, что в золе серебра каждая частица представляет собой куб, ребро которого равно 0,04 мкм, определить, сколько коллоидных частиц может получиться из 0,1 г серебра, и сравнить суммарную поверхность

полученных частиц с поверхностью кубика серебра весом 0,1 г. Плотность серебра 10,5 г/см3.

1.13Золь ртути состоит из сферических частиц диаметром 0,06 мм. Чему равна поверхность частичек, образующихся из 0,1 мл ртути?

1.14Вычислить удельную поверхность золота в золе, имеющем средний диаметр частиц 20 мкм.

1.15Сравнить удельные поверхности ртути в двух золях, имеющих средние радиусы частиц 10 и 20 мкм.

1.16Частицы золя серебра имеют кубическую форму длиной ребра 10 мкм. Определить удельную поверхность серебра.

92

1.17Во сколько раз удельная поверхность диспергированного серебра, имеющего частицы кубической формы длиной ребра 10 мкм, больше, чем у серебра, имеющего частицы длиной ребра 50 мкм?

1.18Золь ртути состоит из шариков диаметром 0,01 мкм. Чему равна

поверхность частичек, образующихся из 1 г ртути? Плотность ртути равна

13,56 г/см3.

1.19До какой высоты поднимется вода в капилляре диаметром 0,1 мм, если

поверхностное натяжение воды при 298 К σ° = 73,26·10-3 Н/м. Плотность воды считать равной 1г/см3.

1.20Активная поверхность активированного древесного угля достигает 1000 м2/г. Рассчитать сколько фосгена (мг) поглотится поверхностью 10 м2 угля, если 1 г угля адсорбируется 440 см3 газа (условия нормальные).

1.21Чему равно поверхностное натяжение бензола, если он поднимается на 3,665 см в трубке радиусом 0, 1843 мм; плотность бензола 0,88 г/см3.

1.22В капилляр был затянут столбик ртути на высоту 7,3 см. При этом вес ртути равен 1,3955. При опускании капилляра в воду последняя поднялась в

капилляре на высоту 2,25 см. Определить поверхностное натяжение воды. Плотность ртути равна 13,56 г/см3.

1.23При определении поверхностного натяжения растворов уксусной кислоты на приборе Ребиндера были получены следующие значения давлений, при которых происходил проскок пузырька:

поверхностное натяжение растворов уксусной кислоты исходя из следующих данных:

93

Построить график зависимости поверхностного натяжения от концентрации раствора.

1.25 Поверхностное натяжение н-гексана при 20 °С равно 18,43·10-3 Н/м, а плотность - 0,660. На какую высоту поднимется гексан в капилляре радиусом

0,038 см?

Задача 2 2.1 Определить поверхностный избыток (кмоль/м3 ) для водного раствора

при этой температуре равно 73,05·10-3 Н/м.

2.2 Определить поверхностный избыток (кмоль/м3 ) для водного раствора фенола концентрацией 0,0630 кмоль/м3 при 20 °С, если поверхностное натяжение раствора равно 43,3·10-3 Н/м, а поверхностное натяжение воды при этой температуре равно 72,75·10-3 Н/м.

масляной кислоты на границе ее водного раствора с воздухом при 293 К по

2.7 Пользуясь графическим методом, определить поверхностную активность масляной кислоты на границе ее водного раствора с воздухом при 293 К по следующим экспериментальным данным:

94

2.16 Рассчитать изостерическую теплоту адсорбции пропана на поверхности графита при степени заполнения равной 1 по данным адсорбции:

2.17 Рассчитать изостерическую теплоту адсорбции пропана на поверхности графита при степени заполнения равной 1 по данным адсорбции:

2.18 При исследовании поверхностной активности растворов уксусной

молекулой уксусной кислоты при различных концентрациях.

2.19 При исследовании поверхностной активности растворов уксусной

молекулой уксусной кислоты при различных концентрациях.

2.20 При исследовании поверхностной активности растворов уксусной

молекулой уксусной кислоты при различных концентрациях.

2.21 При исследовании поверхностной активности растворов уксусной

молекулой уксусной кислоты при различных концентрациях.

2.22 Поверхностное натяжение водного раствора олеата натрия концентрацией 0,15 моль/л при 22 °С равно 57,14·10-3 н/м. Определить

96

адсорбцию олеата натрия на поверхности раствора, если поверхностное натяжение воды при этой температуре 72,44·10-3 Н/м.

2.23 Определить поверхностную активность раствора уксусной кислоты концентрацией 0,12 моль/л, если при 20 °С поверхностное натяжение

раствора равно 70,6·10-3 Н/м, а поверхностное натяжение воды равно

72,44·10-3 Н/м.

2.24 Определить поверхностную активность раствора масляной кислоты концентрацией 0,15 моль/л, если при 18 °С поверхностное натяжение

раствора равно 55,8·10-3 Н/м, а поверхностное натяжение воды равно

73,05·10-3 Н/м.

2.25 Определить поверхностную активность раствора пропионовой кислоты концентрацией 0,13 моль/л, если при 18 °С поверхностное натяжение

раствора равно 66,1·10-3 Н/м, а поверхностное натяжение воды равно

73,05·10-3 Н/м.

3.2 Найти поверхностную активность валериановой кислоты на границе ее водного раствора с воздухом при концентрации 0,1 моль/л. Значения констант уравнения Шишковского: а = 17,7·10-3; в = 19,72.

3.3 Рассчитать адсорбцию валериановой кислоты концентрацией 0,01 моль/л при температуре 300 К, если известны константы уравнения Шишковского:

а = 17,7·10-3 ; в = 19,72.

3.4Рассчитать поверхностную активность валериановой кислоты на границе ее водного раствора с воздухом при 353 К и концентрации 0,01 кмоль/м3, если константы уравнения Шишковского: а = 17,7·10-3, в = 19,72.

3.5Определить адсорбцию пропионовой кислоты на поверхности раздела водный раствор - воздух при 273 К и концентрации 0,5 кмоль/м3 по константам Шишковского: а =12,5·10-3 и в = 7,73.

3.6Для водного раствора пропилового спирта определены следующие

1 кмоль/м3. При этой температуре поверхностное натяжение воды равно

72,75 ·10-3 Н/м.

97

3.7 Даны константы уравнения Шишковского для водного раствора валериановой кислоты при 273 К: а = 14,72·10-3 и в = 10,4. При какой концентрации поверхностное натяжение раствора будет составлять 52,1·10-3 Н/м, если поверхностное натяжение воды при температуре 263 К

равно 72,49 ·10-3 Н/м?

3.8 Используя константы уравнения Шишковского: а = 12,6·10-3 и в = 21,5, рассчитать поверхностное натяжение водных растворов масляной кислоты при 273 К для следующих концентраций (кмоль/м3): 0,007; 0,021; 0,05; 0,104 и построить кривую в координатах σ = f (С). Поверхностное натяжение воды при этой температуре равно 75,64·10-3 Н/м.

3.9 Вычислить адсорбцию масляной кислоты на поверхности раздела водный раствор - воздух при 273 К и концентрации 0,1 кмоль/м3, если зависимость поверхностного натяжения от концентрации выражается уравнением Шишковского:

σ= σ0 - 16,7·10-3 ln (1 + 21,5 С). σ0 = 75,49·10-3 Н/м.

3.10Вычислить адсорбцию пропионовой кислоты на поверхности раздела водный раствор - воздух при 273 К и концентрации 0,5 кмоль/м3, если известны константы уравнения Шишковского: а = 12,5·10-3 и в = 7,73.

3.11Рассчитать адсорбцию валериановой кислоты на границе ее водного

раствора с воздухом при 298 К и концентрации 0,05 моль/л, если известны константы уравнения Шишковского: а = 17,7·10-3 и в = 19,72.

3.12Найдите адсорбцию пропилового спирта на поверхности раствор - воздух при 298 К и концентрации 0,5 кмоль/м3, если известны константы уравнения Шишковского: а = 14,4·10-3 и в = 6,6.

3.13Определить адсорбцию пропионовой кислоты на поверхности раздела раствор - воздух при 298 К и концентрации 0,1 кмоль/м3, по константам Шишковского: а = 12,5·10-3 и в = 7,73.

3.14Определить адсорбцию масляной кислоты на поверхности раздела раствор - воздух при 298 К и концентрации 0,5 кмоль/м3, если известны константы Шишковского: а = 16,7·10-3 и в = 21,5.

3.15Вычислить адсорбцию валериановой кислоты на поверхности раздела водный раствор - воздух при 293 К и концентрации 0,01 кмоль/м3, если зависимость поверхностного натяжения от концентрации выражается

уравнением Шишковского: σ = σо – 17,7·10-3 ln(1 + 19,72 С).

3.16 Вычислить адсорбцию пропилового спирта на поверхности раздела водный раствор - воздух при 293 К и концентрации 0,1 кмоль/м3, если

98

зависимость поверхностного натяжения от концентрации выражается уравнением Шишковского: σ = σо – 14,4·10-3 ln(1 + 6,6 С).

3.17 Вычислить адсорбцию пропионовой кислоты на поверхности раздела водный раствор - воздух при 293 К и концентрации 0,05 кмоль/м3, если зависимость поверхностного натяжения от концентрации выражается уравнением Шишковского: σ = σо – 12,5·10-3 ln(1 + 7,73 С).

3.18 Вычислить адсорбцию масляной кислоты на поверхности раздела водный раствор - воздух при 293 К и концентрации 0,05 кмоль/м3, если зависимость поверхностного натяжения от концентрации выражается уравнением Шишковского: σ = σо – 16,7·10-3 ln(1 + 21,5 С).

3.19Вычислить поверхностную активность пропилового спирта на границе

его водного раствора с воздухом при 273 К и концентрации 0,05 моль/л, если известны константы уравнения Шишковского: а = 14,4·10-3 и в = 6,6.

3.20Вычислить поверхностную активность пропионовой кислоты на границе ее водного раствора с воздухом при 273 К и концентрации 0,05 кмоль/м3, если известны константы уравнения Шишковского: а = 12,5·10-3 и в = 7,73.

3.21Используя константы уравнения Шишковского: а = 21,12·10-3 и в = 42,0,

рассчитать поверхностное натяжение водных растворов изоамилового спирта при 273 К для следующих концентраций (кмоль/м3): 0,005; 0,020; 0,050; 0,100

и построить кривую в координатах σ = f(С). Поверхностное натяжение воды при этой температуре равно 72,75 ·10-3 Н/м.

3.22 Используя константы уравнения Шишковского: а = 14,4·10-3 и в = 6,6, рассчитать поверхностное натяжение водных растворов пропилового спирта при 298 К для следующих концентраций (кмоль/м3): 0,006; 0,015; 0,020; 0,050; 0,100 и построить кривую в координатах σ = f(С). Поверхностное натяжение водыпри этой температуре равно 71,97 ·10-3 Н/м.

3.23Для водных растворов масляной кислоты константы уравнения Шишковского: а = 16,7·10-3 и в = 21,5. Поверхностное натяжение воды при температуре 22 °С равно 72,44 ·10-3 Н/м. Определить поверхностное натяжение растворов концентрацией (кмоль/м3): 0,012; 0,016; 0,020; 0,024; 0,028. Построить изотерму поверхностного натяжения. Определить графически поверхностную активность кислоты.

3.24Определить поверхностное натяжение и поверхностную активность

изоамилового спирта на границе водный раствор – воздух при 273 К для водных растворов спирта концентрацией (кмоль/м3): 0,016; 0,020; 0,024;

99

0,028; 0,032. Константы уравнения Шишковского: а = 21,12·10-3 и в = 42,0. Поверхностное натяжение водыравно 75,64 ·10-3 Н/м.

3.25 Предельная адсорбция пропионовой кислоты равна 4,18 ·10-6 моль/л. Рассчитайте значение константы в уравнении Шишковского при температуре

298 К.

4.2 Для адсорбции аргона на коксовом угле при -78,3 °С получены

рассчитать удельную поверхность адсорбента по теории БЭТ. Площадь, занимаемая одной молекулой бензола Sо = 49 А°.

4.4Используя уравнение Ленгмюра, вычислить адсорбцию пропионовой

кислоты на поверхности раздела водный раствор - воздух при 293 К и концентрации 0,1 кмоль/м3, если известны константы Шишковского:

а = 12,8·10-3 и в = 7,16.

4.5По изотерме адсорбции бензола:

рассчитать удельную поверхность адсорбента по теории БЭТ. Площадь, занимаемая одной молекулой бензола Sо = 49 А°.

4.6 Вычислить по формуле Ленгмюра величину адсорбции изоамилового спирта из раствора концентрацией 0,1 кмоль/м3 на поверхности раздела водный раствор - воздух при 292 К по данным константам:

Г∞ = 8,7·10-9 кмоль/м2 и в = 42.

100