Вариант 3 (их три, спроси какой) номер 1

1. Напишите уравнения состояния газообразных поверхностных пленок. Как в них учитываются собственные размеры молекул ПАВ?

область низких концентраций

При низких концентрациях ПАВ в водном растворе изотерма поверхностного натяжения имеет линейный вид и описывается следующим уравнением:

где σ и σ₀ – поверхностные натяжения раствора и растворителя, соответственно, R – универсальная газовая постоянная, Т – температура, Kг – константа Генри, С – концентрация раствора

, где поверхностное давление адсорбционной пленки (давление двухмерного газа)

Так как величина адсорбции А имеет размерность моль/м^2 , то величина обратная 1/А будет иметь размерность м^2/моль, то есть это площадь, занимаемая одним молем молекул в адсорбционном слое. Обозначим 1/А = Sм и с учетом этого перепишем уравнение

соотношение является аналогом уравнения Клапейрона-Менделеева для идеального газа pV= RT (для одного моля молекул):

область высоких концентраций

изотерма поверхностного натяжения описывается уравнением Шишковского:

Далее будем рассматривать такую область концентраций, в которой , тогда:

Воспользуемся уравнением Ленгмюра в линейной форме

из которого выразим и подставим в уравнение:

, введем обозначения 1/А = Sм и и получим:

Уравнение представляет собой уравнение состояния двухмерного газа, в котором учтены собственные размеры молекул, так как величина , а емкость монослоя Абеск определяется собственными размерами молекул адсорбата

номер 2

2. Перечислите электрокинетические явления в дисперсных системах. Каковы причины их возникновения?

При контакте двух фаз, из которых хотя бы одна является жидкой, как правило, возникает двойной электрический слой (ДЭС), который формируется на межфазной границе.

Важным следствием формирования ДЭС на частицах дисперсной системы является то, что в таких системах становятся возможными электрокинетические явления

Различают четыре типа электрокинетических явлений:

1. Электрофорез - движение частиц дисперсной фазы под действием приложенного электрического поля.

При электрофорезе электрокинетический потенциал может быть рассчитан по уравнению Гельмгольца - Смолуховского:

, где где η - вязкость среды; uо — линейная скорость движения фаз; Е - напряженность электрического поля; иэф = u0/Е - электрофоретическая подвижность частиц (при электрофорезе)

2. Электроосмос - движение жидкой дисперсионной среды в пористом теле под действием приложенного электрического поля.

, где ню - объемная скорость течения дисперсионной среды; kню - удельная электропроводность среды; I— сила тока

3. Потенциал седиментации или потенциал Дорна - возникновение разности потенциалов по высоте столба суспензии, содержащей оседающие частицы.

, где U– потенциал седиментации, к -удельная электропроводность жидкости, V — объем частицы; р и р0 - плотность частицы и дисперсионной среды соответственно; g—ускорение свободного падения, I — расстояние между измерительными электродами.

Следует отметить, что потенциал седиментации практически не используется для определения величины дзета-потенциала частиц, так как реальные системы, как правило, являются полидисперсными и содержат частицы неправильной формы

4. Потенциал течения (протекания) или потенциал Квинке — возникновение разности потенциалов, например по длине капилляра при протекании в нем дисперсионной среды за счет перепада давления.

Использование потенциала течения ограничивается в основном научными исследованиями.

Два последних явления являются обратными по отношению к двум первым. При электрофорезе и электроосмосе движение фаз вызывается приложенной разностью потенциалов, то есть действием электрических сил, а в двух последних явлениях движение фаз, вызванное действием иных сил (сила тяжести, разность давлений), приводит к появлению разности потенциалов

При любом из электрокинетических явлений происходит движение одной из фаз относительно другой. Это приводит к тому, что целостность диффузной части ДЭС нарушается.

номер 3

3. Пользуясь уравнением Дубинина-Радушкевича, определите общий объем микропор в одном килограмме канальной сажи на основе данных об адсорбции паров бензола. Плотность бензола равна 0,88 г/см3.

Как объяснить график:

Ось x это (ln(ps/p))^2, ось y это ось lnA

Должна получиться убывающая кривая По оси x взять шаг 0,2=1 полная клетка, по оси y взять шаг 0,1=1 полная клетка Нужно провести что-то вроде линии тренда по полученным точка и продолжить пунктиром линию до пересечения с осью lnA Полученное значение и будет значением для дальнейших расчетов (в данном случае lnA0=0,73)

номер 4

4. Электрофорез дисперсии бентонитовой глины происходил при следующих условиях: расстояние между электродами 0,45 м, напряжение 150 В; за 25 минут границы переместились на 13 мм к аноду. Рассчитайте ?-потенциал частиц, если ε = 78,2, η = 0,89 мПа*с.