Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Поверхностные явления и свойства дисперсных систем. Учебное пособие
.pdf
21
сти под мениском увеличивается, что вызывает её опускание в капил-
TRr
V
pp
MГЖ
sr
/
2
/ln
ляре (h < 0).
С изменением кривизны поверхности меняется давление насыщенного пара над жидкой фазой. Условия равновесия жидкости и
пара при наличии между ними искривленной поверхности выражается
уравнением капиллярной конденсации Томсона (Кельвина):
, (1.20)
где pr и ps – давления насыщенного пара над поверхностью, имеющей
кривизну, и над плоской поверхностью; r – радиус кривизны, VМ – молярный объем вещества; R – универсальная газовая постоянная, T –
температура.
При положительной кривизне (капля жидкости в воздухе, жидкость, не смачивающая капилляр) давление насыщенного пара над искривленной поверхностью больше, чем над плоской, и тем больше,
чем меньше радиус капли, т.е. испаряется больше жидкости. При отрицательной кривизне (жидкость, смачивающая капилляр) давление
насыщенного пара будет меньше, чем над плоской поверхностью, и
жидкость будет испаряться в меньшем количестве, т.е. конденсация
пара будет происходить при меньшем давлении пара. Такое явление
называется «капиллярная конденсация».
Капиллярная конденсация наблюдается при адсорбции пара
(газа) в узких порах адсорбента, сопровождаемой образованием жидкой фазы с вогнутым мениском, и приводит к дополнительной адсорбции.
1.6 Тестовые задания по поверхностному натяжению и адсорбции
1. Выберите один правильный ответ. По интенсивности молекулярного взаимодействия на границе раздела фаз лиофильные системы отличаются _____ взаимодействием между дисперсной фазой и
дисперсионной средой.
1) слабым 2) средним
3) сильным 4) молекулярно – кинетическим
2. Выберите один правильный ответ. По интенсивности молекулярного взаимодействия на границе раздела фаз лиофобные системы
22
отличаются _____ взаимодействием между дисперсной фазой и дисперсионной средой
1) слабым 2) сильным
3) средним по энергии 4) молекулярно- кинетическим
3. Выберите правильные ответы. Укажите межфазные поверхности, в которых проявляются поверхностные явления:
1) жидкость – газ 2) твердое – жидкость
3) жидкость – жидкость 4) газ – газ
5) твердое – твердое 6) газ – твердое
4. Выберите один правильный ответ. Поверхностная энергия,
которой обладают объекты коллоидной химии, представляет собой
_____
1) произведение поверхностного натяжения и температуры
2) произведение поверхностного натяжения и площади межфазной поверхности
3) произведение поверхностного натяжения и давления
4) отношение поверхностного натяжения к площади межфазной поверхности
5. Выберите один правильный ответ. Поверхностное натяжение – это частная производная от термодинамического потенциала
(энергии Гиббса, энергии Гельмгольца)
1) по числу молей дисперсной фазы
2) по температуре
3) по площади межфазной поверхности
4) по давлению
6. Выберите правильные ответы. Единицы измерения величины
поверхностного натяжения
1) Н / м
2
2) Дж 3) Дж / м2
4) Дж / моль 5) Н / м
7. Укажите последовательность. Расположите вещества в порядке возрастания их поверхностного натяжения на границе с воздухом:
1) бензол 2) этанол 3) вода
4) ртуть 5) железо
8. Выберите правильные ответы. Укажите верные сравнения
поверхностных натяжений (σ) жидкостей на границе с газовой фазой
(воздухом) при одинаковой температуре
1) σ
3) σ
ртуть
этанол
> σ
> σ
2) σ
вода
4) σ
вода
октан
вода
> σ
> σ
вода
изопропанол
23
9. Выберите один правильный ответ. Поверхностно-активные
вещества (ПАВ) - это вещества, добавление которых
1) уменьшает поверхностное натяжение
2) увеличивает поверхностное натяжение
3) увеличивает поверхностную активность
4) уменьшает поверхностную активность
10. Выберите один правильный ответ. Поверхностно- инактивные вещества – это вещества, добавление которых _____
1) увеличивает поверхностную активность
2) уменьшает поверхностное натяжение
3) увеличивает поверхностное натяжение
4) уменьшает поверхностную активность
11. Выберите правильные ответы. Какие из указанных веществ
относятся к поверхностно-активным веществам?
1) С4Н9ОН 2) HCl 3) C17H35COONa
4) BaSO
4
5) KOH 6) C6H12O6
12. Выберите правильные ответы. Какие из указанных веществ
относятся к поверхностно-инактивным веществам?
1) HCl 2) C3H7OH 3) H2SO4
4) C18H37COONa 5) NaOH 6) C6H12O6
13. Выберите один правильный ответ. В водном растворе вещество, поверхностное натяжение которого меньше, чем у воды, преимущественно находится _____
1) во всем объеме раствора 2) у стенок сосуда
3) в поверхностном слое 4) на дне сосуда
14. Выберите один правильный ответ. Изотерма поверхностного натяжения – это зависимость поверхностного натяжения от_____
1) концентрации растворенного вещества
2) температуры
3) давления
4) площади межфазной поверхности
15. Выберите один правильный ответ. Адсорбция – это _____
1) процесс самопроизвольного перераспределения компонентов между поверхностным слоем и объемом фазы
2) процесс самопроизвольного перераспределения компонентов внутри отдельной фазы
3) процесс самопроизвольного перераспределения компонентов между двумя фазами
24
4) процесс взаимодействия между поверхностями конденсированных фаз
16. Выберите один правильный ответ. Адсорбция сопровождается _____ концентрации вещества на поверхности раздела фаз
1) выравниванием 2) уменьшением
3) увеличением 4) постоянством
17. Выберите правильные ответы. Выберите количественные
характеристики адсорбции
1) моль / см2 2) моль / л 3) моль / г
4) г / л 5) моль / м
18. Выберите один правильный ответ. При физической адсорбции поверхностное натяжение ____
1) уменьшается 2) не меняется 3) повышается
19. Выберите один правильный ответ. Повышение температуры
при физической адсорбции газов и паров _____
1) ведет к росту адсорбции
2) не влияет на величину адсорбции
3) ведет к уменьшению адсорбции
20. Выберите один правильный ответ. Адсорбентом называют:
1) более конденсированную фазу адсорбционной системы
2) адсорбирующееся вещество
3) менее конденсированную фазу адсорбционной системы
21. Выберите один правильный ответ. Aдсорбатом (адсорбтивом) называют: _____
1) адсорбирующееся вещество
2) более конденсированную фазу адсорбционной системы
3) менее конденсированную фазу адсорбционной системы
4) поверхность, на которой происходит адсорбция
22. Выберите один правильный ответ. Изотерма адсорбции
представляет собой зависимость адсорбции Г от _____ (где с – равновесная концентрация; Т – температура; р – давление)
1) Г = f (T) 2) Г = f (c) 3) Г = f (p)
23. Выберите правильные ответы. Для описания процессов адсорбции из растворов на границе с воздухом используют уравнения
1) Гиббса 2) Ван-дер- Ваальса
3) Ленгмюра 4) Эйнштейна
5) Юнга 6) Гельмгольца – Смолуховского
24. Выберите правильные ответы. Для описания процессов адсорбции газов и паров на твердых адсорбентах используют уравнения
25
1) Фрейндлиха 2) Шишковского
cRT
с
Г
n/1
cГ
cb
cb
ГГ
1
cRT
с
Г
cb
cb
ГГ
1
n/1
cГ
n/1
cГ
cRT
с
Г
cb
cb
ГГ
1
3) БЭТ 4) Юнга
5) Ленгмюра 6) Гельмгольца-Смолуховского
25. Выберите один правильный ответ. Приведенное уравнение
является уравнением изотермы адсорбции Гиббса
1)
2)
3)
26. Выберите один правильный ответ. Приведенное уравнение
является уравнением изотермы адсорбции Ленгмюра
1)
2)
3)
27. Выберите один правильный ответ. Приведенное уравнение
является уравнением изотермы адсорбции Фрейндлиха
1)
2)
3)
28. Выберите один правильный ответ. Лучше адсорбируют поверхностно-активные вещества из водных растворов _____ соединения
(адсорбенты)
1) любые неорганические 2) гидрофильные
3) гидрофобные 4) любые органические
29. Выберите один правильный ответ. Лучше адсорбируют поверхностно-активные вещества из углеводородных растворов _____
соединения (адсорбенты)
1) гидрофобные 2) любые неорганические
3) гидрофильные 4) любые органические
30. Выберите рисунок, на котором правильно показаны изотерма адсорбции (кривая 1) и изотерма поверхностного натяжения
(кривая 2) для одного и того же раствора ПАВ (где Г – адсорбция; σ –
поверхностное натяжение; σ0 – поверхностное натяжение воды; с –
концентрация раствора ПАВ)
1) 2) 3)
26
31. Выберите рисунок, на котором правильно показан общий
вид изотермы адсорбции Ленгмюра (где Г – адсорбция; p – равновесное давление пара; pS – давление насыщенного пара)
1) 2)
3) 4)
32. Выберите рисунок, на котором правильно показан общий
вид изотермы полимолекулярной адсорбции (БЭТ). (где Г – адсорбция; p – равновесное давление пара; pS – давление насыщенного пара)
1) 2)
3) 4)
33. Выберите один правильный ответ. На поверхности кристалла адсорбируется тот ион, который
1) входит в состав кристалла и способен достраивать кристаллическую решетку
2) имеет меньший заряд
3) имеет большую подвижность
4) имеет положительный заряд
5) имеет отрицательный заряд
27
34. Выберите один правильный ответ. Иониты – это вещества,
2
3
СО
способные
1) к диссоциации на ионы
2) адсорбироваться на межфазных границах
3) к обмену ионами при контакте с раствором электролита
4) растворяться в жидкой фазе
35. Выберите правильные ответы. Какие из указанных веществ
являются ионитами?
1) фенолформальдегидные смолы 2) ПАВ
3) активированные угли 4) полистирол
5) электролиты
36. Укажите последовательность увеличения адсорбционной
способности анионов при их адсорбции из водных растворов
1) Cl
–
2) I
–
3)
4)
37. Укажите последовательность уменьшения адсорбционной
способности катионов при их ионообменной адсорбции из водных
растворов
1) Al3+ 2) Ca
2+
3) K+ 4) Na+
1.7 Тестовые задания по адгезии и смачиванию
1. Выберите один правильный ответ. Явление, обусловленное
межмолекулярным взаимодействием находящихся в контакте двух
конденсированных фаз разной природы, называют
1) адсорбцией 2) смачиванием
3) адгезией 4) когезией
2. Выберите один правильный ответ. Работа, затрачиваемая на
обратимый разрыв тела и отнесенная к единице площади сечения,
представляет собой
1) работу адсорбции 2) работу адгезии
3) работу когезии 4) работу смачивания
3. Выберите один правильный ответ. Работа, затрачиваемая на
обратимый разрыв межмолекулярных связей между двумя находящимися в контакте фазами разной природы, представляет собой
1) работу адгезии 2) работу когезии
3) работу смачивания 4) работу десорбции
4. Выберите одно правильное неравенство, где W
когезии i-го вещества.
– работа
K(i)
28
1) W
а
W
гт
к
W
гж
)(
3) W
K(ртуть)
K(ртуть)
< W
K(алмаз)
< W
K(вода)
2) W
4) W
5. Выберите один правильный ответ. Смачивание количественно характеризуется
1) (краевым углом)
2)
(работой адгезии)
3)
(поверхностным натяжением на границе твердого тела
с газовой фазой)
4)
(работой когезии)
5)
(поверхностным натяжением жидкости на границе с
газовой фазой)
6. Выберите рисунки, на которых правильно показан краевой
угол смачивания
1) 2)
3) 4)
7. Выберите один рисунок, на котором краевой угол соответствует смачиванию твердой поверхности жидкостью
K(анилин)
K(бензол)
< W
> W
K(вода)
K(вода)
1) 2)
3) 4)
8. Выберите рисунки, на которых краевой угол соответствует
плохому смачиванию поверхности
1) 2)
3) 4)
29
9. Выберите один правильный ответ. Поверхность называют
лиофильной, если краевой угол ()
1) 00 < < 90
3) = 0
0
0
2) 900 < < 1800
4) = 900
10. Выберите один правильный ответ. Поверхность называют
лиофобной, если краевой угол ()
1) 900 < < 180
3) = 0
0
0
2) 00 < < 900
4) = 900
11. Выберите правильные ответы. Гидрофильной поверхностью
обладают
1) кварц 2) парафин
3) малахит 4) тефлон
12. Выберите правильные ответы. Гидрофобной поверхностью
обладают
1) кварц 2) фторопласт
3) малахит 4) парафин
13. Выберите правильные ответы. Использование поверхностно активных веществ при смачивании водой поверхностей неполярных тел
1) увеличивает косинус краевого угла
2) уменьшает косинус краевого угла
3) уменьшает работу когезии воды
4) увеличивает работу когезии воды
5) увеличивает краевой угол
6) уменьшает краевой угол
1.8 Тестовые задания по капиллярным явлениям
1. Выберите один правильный ответ. Капиллярные явления
обусловлены влиянием
1) дисперсности на внутреннее давление
2) дисперсности на давление насыщенных паров
3) дисперсности на растворимость
4) дисперсности на поверхностное натяжение
2. Выберите один правильный ответ. Влияние дисперсности на
внутреннее давление тел описывается уравнением
1) Липпмана 2) Ленгмюра
3) Лапласа 4) Леннарда – Джонса
30
3. Выберите один правильный ответ. Влияние дисперсности на
r/2р
rр
r2р
r/р
r/2р
r/2р
rр
r2р
r/р
r/2р
внутреннее давление в капле жидкости
1) тем выше, чем выше её поверхностное натяжение
2) тем выше, чем ниже её поверхностное натяжение
3) не зависит от поверхностного натяжения
4. Выберите один правильный ответ. Увеличение кривизны поверхности
1) приводит к увеличению внутреннего давления
2) приводит к уменьшению внутреннего давления
3) не изменяет внутреннее давление
5. Выберите один правильный ответ. Согласно уравнению Лапласа избыточное внутреннее давление Δр в сферической частице
равно (σ – поверхностное натяжение, r - радиус сферической частицы)
1)
3)
5)
2)
4)
6. Выберите один правильный ответ. Избыточное давление Δр
внутри жидкости с вогнутым сферическим мениском радиуса (r) равно
_____ (где σ – поверхностное натяжение)
1)
3)
5)
2)
4)
7. Выберите рисунок, на котором показано правильное направление действия дополнительного внутреннего давления ΔР, если нижняя фаза – жидкая, верхняя – газообразная (где σ – поверхностное натяжение; точка 0 – центр кривизны)
1) 2) 3)
8. Выберите один правильный ответ. Уменьшение радиуса
кривизны вогнутого мениска жидкости в капилляре
1) увеличивает высоту капиллярного поднятия
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]