Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Mtdbthn1

.pdf
Скачиваний:
61
Добавлен:
02.05.2015
Размер:
840.21 Кб
Скачать

179.Абсолютные скорости движения ионов ½ Са2+ и NO3- при градиенте потенциала 100 В/м соответственно равны 6,2 10-8 и 7,4 10-8 м2 с-1 В-1. Определите числа переноса Са2+ и NO3- в растворе нитрата кальция.

180.Эквивалентная электрическая проводимость 0,00102 н. СН3СООН при 25оС равна

4,815 См м2 кг-экв. Эквивалентная электрическая проводимость при бесконечном разведении 39,06 См м2/моль. Рассчитайте степень диссоциации уксусной кислоты при этой концентрации и константы диссоциации.

181. Вычислите эквивалентную электрическую проводимость 0,05 н. СН3СООН при 25оС, если известно, что λ0=39,10 См м2/моль и Кдис = 1,8 10-5.

182.Удельная электрическая проводимость насыщенного раствора бромида таллия при 20оС равна 2,158 10-2 См м-1, удельная электрическая проводимость воды, применяемой для опыта, -0,044 10-4 См м-1. Эквивалентная электрическая проводимость этой соли при бесконечном разведении равна 13,83 10-3 См м2 моль-1. Вычислите растворимость бромида таллия.

183.При 18оС эквивалентная электрическая проводимость иодоводородной кислоты

при бесконечном разведении λ0 = 38,4 См м2 моль-1, а удельная электрическая проводимость HI (С = 0,406 10-3 моль/м3) = 13,32 10-2 См м-1. Каково значение активности ионов водорода

врастворе?

184.В растворе NH4Cl число переноса аниона Cl- na = = 0,491. Рассчитайте абсолютную скорость и подвижность катиона, если эквивалентная электрическая проводимость при

бесконечном разбавлении равна 14,9 См м2 кг-экв-1.

185. Вычислите кажущуюся константу ионизации уксусной кислоты, ионная сила которой 0,01 при 25оС, предположив, что jна = 1. Термодинамическое значение константы ионизации равно 1,75 10-5.

186.Вычислите концентрацию ионов водорода и рН водного раствора уксусной кислоты при 25оС, содержащей 0,1 кмоль/м3, Ка = 1,75 10-5.

187.Ag2CrO4 (т) = 2Ag+ + CrO42. Вычислите произведение растворимости Ag2CrO4,

если его растворимость в воде 8,00 10-5 кмоль/м3 при 25оС.

188.Ток силой в 1,5А проходит через раствор CuSO4 в течение часа. Какова масса выделившейся меди?

189.При рафинировке меди ток силой в 50 А выделяет за 5 ч 0,281 кг Cu. Каков выход

по току?

190.Сколько времени надо пропускать ток через раствор соли серебра, чтобы покрыть

пластинку поверхностью 0,03 м2 слоем серебра толщиной в 15 10-6 м, если сила тока 0,5 А, а плотность серебра 10,5 103 кг/м3?

191-196. Рассчитайте изменение термодинамических функций Н, F, G, S для реакции работающего гальванического элемента по электрохимическим параметрам, приведенным в табл.18.

 

 

 

 

 

 

Таблица 18

Зада

 

 

 

 

dE , В/град

 

чи

Реакция

o

C

ЭДС, В

 

 

 

 

 

t,

dT p

 

 

 

 

 

 

 

 

191

Zn + 2AgCl = ZnCl2 + 2 Ag

0

1,015

 

- 4,02 10-4

 

192

Cd + PbCl2 = CdCl2 + Pb

25

0,1880

 

- 4,8 10-4

 

193

Ag + ½ Hg2Cl2 = AgCl + Hg

25

0,0455

 

- 6,8 10-4

 

194

Pb + PbO2 + 2H2SO4 = PbSo4+ 2H2O

25

2,04

 

0,00136

 

195

Zn + 2 AgO = ZnO + Ag2O

25

1,83

 

- 5,7 10-5

 

196

Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4

25

1,099

 

- 4,3 10-4

 

197.Электродвижущая сила элемента Якоби-Даниэля, в котором концентрации ионов меди и цинка одинаковы, при 18оС равна 1,1 В. Вычислите ЭДС цепи, в которой концентра-

ция Cu2+ равна 0,0005, а Zn2+ - 0,5 н.

198.ЭДС элемента Якоби-Даниэля

Cu | Zn | ZnSO4 || CuSO4 | Cu

CZn2+ = 1н CCu2 + = 1н.

равна 1,1 В при 18оС. Вычислите максимальную работу обратимой реакции, выразив её в джоулях и калориях.

199. Вычислите при 25оС ЭДС цепи:

Ag | 0,1 н. AgNO3 | насыщ. NH4NO3 | 0,01 н AgNo3 | Ag

Эквивалентная электрическая проводимость 0,1 н. AgNO3 равна 10,93 См м2 кг-экв-1, а для 0,01 н. AgNO3 она равна 12,53 См м2 кг-экв-1.

200. ЭДС цепи

Стандартный

KCl (насыщ.)

Желудочный

Водородный

водородный

 

сок

электрод

электрод

 

 

 

равна 0,082 В. Определите рН желудочного сока.

201. Рассчитайте растворимость хлорида серебра в воде при 50оС, если при этой температуре ЭДС гальванического элемента

Ag | AgCl (насыщ.) || 0,05 н. AgNO3 | Ag

равна 0,199 В, а коэффициент активности Ag+ в растворе нитрата серебра при 50оС равен 0,9. 202. Цинковый электрод погружен в 0,1 н ZnSO4. Вычислите, насколько изменится потенциал Zn, если раствор ZnSO4 разбавить в 10 раз, предположив сначала, что кажущаяся степень диссоциации при разбавлении не изменяется, а затем, учитывая, что αкаж для 0,1 н.

раствора равна 0,40, а для 0,01 н. - 0,64.

203. ПРAgCl = 1 10-10, ПPAgBr = 2 10-13. Вычислите ЭДС цепи:

Ag | AgCl (насыщ. водный раствор) | AgBr (насыщ.водный раствор) |Ag.

204.Определите константу равновесия реакции, протекающей при 25оС в элементе Zn | Zn2+ (a = 1)||Cu2+(a = 1)|Cu. ЭДС данного элемента равна 1,1 В.

205. Определите ЭДС элемента при 298 К.

Pt

Хингидрон

СН3СООН

KCl

Hg

 

(на-

С = 0,1 н

aCl= 1

Hg2Cl2

 

сыщ.раствор)

 

 

 

Стандартный электродный потенциал хингидронного полуэлемента равен 0,6994 В. Константа диссоциации уксусной кислоты 1,79 10-5, потенциал каломельного полуэлемента ра-

вен 0,2819 В.

206. Определите ЭДС элемента

Pt, H2

 

H+

 

 

 

Хингидрон [H+]

 

Pt

 

 

 

 

pH2 = 2 1,0133 105

 

aH + = 0,1

 

 

 

(насыщ.раствор)

 

 

 

 

 

 

 

 

aH + = 2

 

 

Стандартный электродный потенциал хингидронного полуэлемента равен 0,6994 В. 207. Для элемента

Zn

ZnSO4

ZnSO4

Zn

 

C1 = 0,05 кмоль/м3

C1 = 0,005 кмоль/м3

 

При 298 К ЭДС равна 0,0217 В. если в разбавленном растворе j ± = 0,59, то каково его значение в более концентрированном растворе?

208. Стандартный потенциал Cd равен -0,4 В, а стандартный потенциал Ag равен 0,808 В по отношению к стандартному водородному электроду. Пренебрегая диффузионным потенциалом, вычислите ЭДС цепи:

Ag

AgNO3

Cd(NO3)2

Cd

 

0,1 н.

0,5 кмоль/м3

 

Кажущаяся степень диссоциации Cd(NO3)2 в растворе равна 0,48, а AgNO3 - 0,81.

209.Вычислите константу равновесия реакции Cd+ZnSO4 Zn + CdSO4 при 298 К. Стандартный электродный потенциал ЕZn = -0,762 В, а ЕCd = -0,40В.

210.Какова ЭДС цепи

Водородный

0,5н. муравьи-

1н. уксусная

Водородный

электрод

ная кислота

кислота

электрод

если не принимать во внимание диффузионный потенциал? Константа диссоциации муравьиной кислоты 1,77 10-10, а уксусной 1,8 10-5.

211. Электродвижущая сила цепи

Водородный

H2SO4

KCl

NaOH

Водородный

электрод

2 н.

насыщ.

0,1 н.

электрод

при 25оС равна 0,764 В. При указанной температуре кажущаяся степень диссоциации H2SO4 равна 0,5, а NaOH 0,9. Определите рН 0,1 н. NaOH, ионное произведение воды [Н+] [ОН-] и рН чистой воды.

212. Определите константу скорости протекания реакции взаимодействия циклогексиламина с бромистым аллилом

C6H11NH2 + C3H5Br C6H11NHC3H5 + HBr

если известны следующие данные:

t, мин

4

12

16

х, % превращения

26,31

59,43

66,25

Опыт протекал при 100оС в бензольной среде. 213. Определите константу скорости реакции

2Ag + (NH4)2S2O8 Ag2SO4 + (NH4)2SO4

если известны следующие опытные данные:

t, мин

 

 

5

15

25

35

CAg

SO

, моль/л

0,00030

0,00041

0,00056

0,00076

2

 

4

 

 

 

 

214.Разложение N2O5 является реакцией первого порядка, константа скорости которой равна 0,002 мин-1 при 300оС. Определите (в %), сколько разложится N2O5 за 2ч.

215.В некоторой мономолекулярной реакции половина вещества распадается за 1000с. Сколько времени необходимо для разложения 0,9 ч первоначального количества?

216.Во сколько раз потребуется больше времени, чтобы в мономолекулярной реакции прореагировало 99,9% исходного вещества по сравнению с тем временем, которое необходимо на первую половину реакции?

217.Омыление этилацетата NaOH является реакцией бимолекулярной. Для нейтрализации пробы в 100 см3 реагирующей смеси в различные моменты после начала реакции расходовалось на нейтрализацию NaOH в отдельных пробах следующее количество 0,043 н. HCl:

t, мин

0

4,89

10,37

28,18

n - количество 0,043 н. HCl, см3

61,95

50,59

42,40

29,36

14,92

Температура равна 10оС. Вычислите константу скорости этой реакции при указанной температуре.

218. Определите порядок реакции превращения цианата аммония в мочевину по следующим данным:

С, кмоль/м3

0,2

0,1

0,05

t, ч

9,45

19,15

37,07

219.Превращение органического вещества (реакция первого порядка) при 60оС прошло за 10 мин на 75,2%. Вычислите константу скорости реакции.

220.0,01 н. раствор этилацетата СН3СООС2Н5 омыляется 0,002 н. NaOH за 28 мин на 10%. Через сколько минут он будет омылен до такой же степени 0,005 н. NaOH?

221.При гидролизе пропилацетате CH3COOC3H7 были получены следующие данные:

Время от начала реакции, мин

60

350

Количество разложившегося эфира, %

18,17

69,12

Вычислите время, в течение которого разложилась половина начального количества эфира.

222.Константа скорости бимолекулярной реакции образования муравьиной кислоты

действием пероксида водорода Н2О2 на формальдегид НСОН равна 0,754, если концентрацию выразить в молях на литр, а время в часах. Сколько граммов муравьиной кислоты образуется через час после начала реакции, если смешать 1 л раствора 1 М НСОН с 3 л 1М Н2О2?

223.При омылении метилацетата СН3СООСН3 гидроксидом натрия в течение 10 мин омыляется 20% эфира, если начальные концентрации растворов составляют 0,01 моль/л. Какова будет концентрация метилового спирта через 30 мин после начала реакции?

224. Раствор сахара концентрации 0,3 моль/л в течение 30 мин инвертируется на 33%. Через сколько времени инвертируется 80 и 90% сахара?

225-227. В табл. 19 приведены значения констант скоростей реакций r1 и r2 при температурах t1 и t2. Вычислите константу скорости заданной реакции при температуре t3 и определите, сколько вещества прореагировало к моменту времени t, если начальные концентрации С0 реагирующих веществ одинаковы. Порядок реакции считать по молекулярности.

228. Константа скорости реакции 2 NO + O2 = 2NO2 при 0о равна 0,00363, а при 86оС

равна 0,00112. Вычислите по формуле Аррениуса константу, скорости этой реакции при

25оС.

229. Скорость реакции N + O2 NO + O в газовой фазе изучалась в высокочастотном разряде. Найдены следующие значения константы скорости:

 

Т, К

 

 

 

 

 

586

 

 

910

 

r, см3 моль-1 с-1

 

 

 

 

1,63 1010

 

 

1,77 1011

Определить энергию активации.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зада

 

t1 ,

r1

 

t2 ,

 

r2

 

t3 ,

t,

Со,

 

чи

Реакции

 

 

 

 

oC

 

oC

 

 

oC

мин

кмоль/м3

 

225

2HI=H2+I2

356

 

-5

389

 

 

-5

374

68

2,5

 

 

8,09 10

 

 

 

5,88 10

 

 

 

 

 

226

2NO+O2=2NO2

0

0,00363

86

 

0,00112

50

40

1,5

 

227

2NO2=2NO+O2

600

83,9

 

640

 

407

 

620

60

2,0

230-239. В табл.20 приведены значения констант скоростей при двух различных температурах Т1 и Т2. Вычислите энергию активации реакции и определите, сколько вещества прореагировало к моменту времени t, если начальные концентрации Со реагирующих веществ одинаковы. Порядок реакции считать по молекулярности.

Таблица 20

Зада

 

 

*

 

*

t,

Со,

чи

Реакции

Т1, К

Т2, К

кмоль/

r1

r2

мин

 

 

 

 

м3

230

Н2+Br22HBr

574,5

0,0856

497,2

0,00036

60

0,03

 

 

 

 

 

 

231

H2+I22HI

599

0,00146

679

0,0568

28

2,83

 

 

 

 

 

 

232

2NON2+O2

1525,2

47059

1251,4

1073

45

2,83

 

 

 

 

 

 

233

PH31/2P2+

953,2

0,0183

918,2

0,0038

80

0,87

 

+3/2H2

 

 

 

 

 

 

234

SO2Cl2SO2+

552,2

0,609 10-4

593,2

0,132 10-2

35

2,5

 

+ Cl2

 

 

 

 

 

 

235

(CH2)3CH3 -

833,2

0,00687

923,2

0,146

40

1,52

 

CH=CH2

 

 

 

 

 

 

236

COCl2CO+Cl2

655,0

0,5310

745

67,7

10

0,8

237

CH3COOC2H5+

283

2,307

318,1

21,6

15

0,90

 

+NaOHCH3CO

 

 

 

 

 

 

 

ONa+ C2H5OH

 

 

 

 

 

 

238

CO+H2OCO2+

288

0,0003

313

0,008

90

3,75

 

+H2

 

 

 

 

 

 

239

C6H5CH2Br+C2

298

1,44

388

2,01

100

2,75

 

H5OHC6H5CH2

 

 

 

 

 

 

 

OC2H5+HBr

 

 

 

 

 

 

*Размерность констант для реакций 1-го, 2-го и 3-го порядков соответствует мин-1, мин-1. (кмоль/м3); мин-1. (кмоль/м3)2.

240.При взаимодействии равных концентраций NO2 и CO (0,5 моль/л) при 435 К через 1 ч было обнаружено 0,05 моль/л СО2. При какой температуре количество СО2 будет вдвое больше при тех же условиях, если Еа = 122,42 кДж/моль?

241.Во сколько раз возрастает скорость реакции при повышении температуры от 25

до 100оС, если энергия активации равна 125,61 106 дж/моль?

242. Реакция первого порядка протекает на 30% при 25оС за 30 мин, а при 40оС за 5 мин. Определите энергию активации.

243.Используя уравнение Ленгмюра, вычислите адсорбцию пропионовой кислоты на поверхности раздела водный раствор - воздух при 293 К и концентрации 0,1 кмоль/м3, если известны константы уравнения Шишковского: а = 12,8 10-3; b = 7,16.

244. Рассчитайте поверхностную активность валериановой кислоты на границе её водного раствора с воздухом при 353 К и концентрации 0,01 кмоль/м3 по константам Шиш-

ковского: а = 17,7 10-3 и b = 19,72.

245.Опредлите адсорбцию пропионовой кислоты на поверхнсти раздела водный раствор - воздух при 273 К и концентрации 0,5 кмоль/м3 по константам Шишковского:

а=12,5 10-3 и b = 7,73.

246.Для водного раствора пропилового спирта определены следующие значения кон-

стант уравнения Шишковского (при 293 К): а = 14,4 10-3 Н/м, b = 6,6. Вычислите поверхностное натяжение раствора с концентрацией, равной 1кмоль/м3. При этой температуре

σH2O = 72,53 103 Н/м.

247.Определите площадь, приходящуюся на одну молекулу в насыщенном адсорбци-

онном слое анилина на поверхности его водного раствора, если предельная адсорбция Г= 6,0 10-9 кмоль/м2.

248.Вычислите по формуле Ленгмюра величину адсорбции изоамилового спирта из раствора концентрации 0,1 кмоль/м3 на поверхности раздела водный раствор-воздух при 292

Кпо данным константам: Г= 8,7 10-9 кмоль/м2; b=42.

249.Какова площадь, приходящаяся на одну молекулу изомаслянной кислоты на по-

верхности раздела водный раствор-воздух, если предельная адсорбция Г= 5,42 10-9 кмоль/м2?

250.Вычислите поверхностное натяжение глицерина, если в капилляре с радиусом r = 0,4 10-3 м он поднялся на высоту h = 26,8 10-3 м. Плотность глицерина ρ = 1,26 103 кг/м3.

251.Каково поверхностное натяжение ртути, если в стеклянном капилляре с радиусом

r = 0,6 10-3м столбик её опустился на 12 10-3м ниже уровня ртути в сосуде и ρHg = =13,53 103 кг/м3?

252. Для водного раствора пропилового спирта определены следующие значения констант уравнения Шишковского (при 293 К): а = 14,4 10-3; b = 6,6. Вычислите поверхностное натяжение раствора с концентрацией, равной 1 кмоль/м3. Поверхностное натяжение воды равно 72,53 10-3 Н/м.

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

равно 75,49 10-3 Н/м?

254.используя константы уравнения Шишковского (а= 12,6 10-3; b = 21,5), рассчитайте поверхностное натяжение водных растворов масляной кислоты при 273К для следующих

концентраций (кмоль/м3): 0,007, 0,021, 0,05, 0,104 и постройте кривую в координатах σ = f (С). Поверхностное натяжение воды при этой температуре равно 75,49 10-3 Н/м.

255. Пользуясь графическим методом, определите поверхностную активность масляной кислоты на границе её водного раствора с воздухом при 293 К по следующим экспериментальным данным:

С, кмоль/м3

0,00

0,021

0,050

0,104

0,246

σ103, Н/м

72,53

68,12

63,53

58,60

50,30

256. Вычислите адсорбцию масляной кислоты на поверхности раздела водного раствора с воздухом 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+21,5С); σ0 = 75,49 10-3 Н/м.

257. Определите 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 b = 7,73.

258. Вычислите адсорбцию масляной кислоты на поверхности раздела водный рас- твор-воздух при 283 К и концентрации 0,104 кмоль/м3, используя следующие экспериментальные данные:

С, кмоль/м3

0,00

0,021

0,050

0,104

0,246

0,489

σ103, Н/м

74,01

69,51

64,30

59,85

51,09

44,00

259. По экспериментальным данным постройте кривую адсорбции СО2 на цеолите при 293 К и с помощью графического метода определите константы уравнения Ленгмюра:

Равновесное давление

1,0

5,0

10,0

30,0

75,0

100,0

200,0

р 10-2, Па

 

 

 

 

 

 

 

Адсорбция Г 103, кг/кг

35,0

86,0

112,0

152,0

174,0

178,0

188,0

260.Используя уравнение Ленгмюра, вычислите величину адсорбции азота на цеоли-

те при давлении р = 2,8 102 Па, если Г= 38,9 10-3 кг/кг, а b = 0,156 10-2.

261.По экспериментальным данным адсорбции СО2 на активированном угле определите константы уравнения Ленгмюра и постройте кривую адсорбции:

Равновесное давление

9,9

49,7

99,8

200,0

297,0

398,5

р 10-2, Па

Адсорбция Г 103, кг/кг

32,0

70,0

91,0

102,0

107,3

108,0

262. По константам уравнения Ленгмюра Г= 182 10-3 кг/кг, а b = 0,1 10-2 Па-1 рассчитайте и постройте кривую адсорбции СО2 на активированном угле в пределах следующих равновесных давлений газа: от 10 102 до 400 102 Па.

263. Постройте кривую адсорбции СО2 на активированном угле при 231оС и определите константы эмпирического уравнения Фрейндлиха, используя следующие экспериментальные данные:

Равновесное давление

10,0

44,8

100,0

144,0

250,

452,0

р 10-2, Па

Адсорбция Г 103, кг/кг

32,3

66,7

96,2

117,2

145,0

177,0

264. Используя константы эмпирического уравнения Фрейндлиха К = 1,6 10-3 и 1/n = 0,48, постройте кривую адсорбции СО2 на активированном угле при 271оС в интервале давлений от 2 102 до 30 102 Па.

265. Вычислите удельную поверхность раздела фаз гидрозоля полуторного сульфида

мышьяка As2S3, средний диаметр частиц которого 120 10-9 м, а их плотность ρ=3,43 103 кг/м3 (ответ дайте в м-1 и м2/кг).

266.Определите удельную поверхность раздела фаз суспензии каолина (плотность которого ρ = 2,5 103 кг/м3), если её частицы принять шарообразными и средний диаметр частиц считать равным 0,5 10-6 м. Суспензию считать монодисперсной.

267.Смесь из 250 мл 0,07%-ного водного раствора метилового оранжевого и 0,209 мл минерального масла встряхивалась до образования эмульсии со средним диаметром капель

масла 4,35 10-7 м. После адсорбции на поверхности капель концентрация метилового оранжевого в растворе уменьшилась на 0,032%. Определите адсорбцию метилового оранжевого на поверхности капель эмульсии по экспериментальным данным и на основе теоретического расчета по уравнению Гиббса. Зависимость поверхностного натяжения водного раствора метилового оранжевого от концентрации приведена ниже:

С,%

0

0,018

0,036

0,073

σ103, Дж/м2

48

44,49

42,81

40,41

Формула метилового оранжевого:

HO3S - C6H4 -N = N - C6H4 - N(CH3)2

268. После перемешивания 1 10-3 кг порошка костяного угля с 1 10-4 м3 раствора метиленового голубого с концентрацией 10-4 кмоль/м3 равновесная концентрация последнего равна 0,6 10-4 кмоль/м3. Если навеску угля удвоить (2 10-3 кг), равновесная концентрация раствора становится равной 0,4 10-4 кмоль/м3. Используя уравнение Лэнгмюра, рассчитайте удельную поверхность угля. Площадь молекулы метиленового голубого в монослое равна

65 10-20м2.

269. Раствор пальмитиновой кислоты С16Н32О2 в бензоле содержит 4,24 г/л кислоты. После нанесения раствора на поверхность воды бензол испаряется и пальмитиновая кислота образует мономолекулярную пленку. Какой объем раствора кислоты требуется, чтобы покрыть мономолекулярным слоем поверхность S = 500 см2. Площадь молекулы пальмитиновой кислоты в монослое Sмол = 21 10-20 м2.

270.Вычислите удельную поверхность катализатора Sуд, на которой при образовании монослоя адсорбируется 103 см3/г азота при р = 1,0133 105 Па и 273К. Эффективная площадь, занимаемая молекулой азота в монослое, равна 16,2 10-20м2.

271.При 273К и соответствующем давлении 1 кг активированного угля адсорбирует следующее количество азота:

р 10-3, Па

0,524

7,495

g

103 , кг

1,234

12,886

 

N2

 

 

Определите константы b и Гуравнения Лэнгмюра, а также степень ϕ заполнения поверхности угля при р = 3 103 Па.

272.Вычислите площадь Sмол, приходящуюся на молекулу стеариновой кислоты и толщину пленки δ, покрывающей поверхность воды, если известно, что 0,1 10-6 кг стеариновой кислоты покрывает поверхность воды, равную 5 10-2 м2. Молекулярная масса стеариновой кислоты равна 284, плотность 0,85 103 кг/м3.

273.Определите константы уравнения Фрейндлиха при адсорбции СО коксовым углем. Условия опыта:

р 10-3, Па

1,34

2,50

4,25

5,71

7,18

8,90

х/т, а, ммоль/кг

0,38

0,58

1,016

1,17

1,33

1,46

274. Постройте кривую адсорбции СО2 на активированном угле при 231оС и определите константы эмпирического уравнения Фрейндлиха, используя следующие экспериментальные данные:

Равновесное давление

10,0

44,8

100,0

144,0

250,0

452,0

р 10-2, Па

Адсорбция Г 103, кг/кг

32,3

66,7

96,2

117,2

145,0

177,0

275. При адсорбции бензойной кислоты углем из раствора в бензоле при 25оС получены следующие данные:

С 10-3, моль/м3

0,006

0,025

0,053

0,118

х/т, моль/кг

0,44

0,78

1,04

1,44

Определите графическим способом константы уравнения Фрейндлиха.

276.Вычислите радиусы монодисперсных фракционированных частиц соединений

ртути, оседающих в воде под действием силы тяжести, если при плотности частиц ρr=10 103 кг/м3, температуре воды t = 15oC, плотности ρ0 = =0,99913 кг/м3 и вязкости η0 = 1,15 10-3 Па с частицы осели на 1 см в первом опыте за 5,86 с, во втором - за 9,8 мин, а в третьем - за 16 ч.

277.Вычислите, через какое время осядут на 10 см коллоидный частицы соединения ртути, имеющие радиусы 1- и 1 мкм при условиях предыдущей задачи.

278.С какой скоростью осаждаются частицы аэрозоля хлорида аммония (плотность ρ =1,5 103 кг/м3), имеющие радиус 4,5 10-7 м. Вязкость воздуха можно принять равной 1,76 10-5 Па с, а плотностью воздуха пренебречь.

279.Вычислите и сравните величину осмотического давления двух монодисперсных гидрозолей золота одинаковой концентрации по массе, но различной дисперсности, если радиусы частиц в них равны r1= 25нм и r2 = 50нм.

280.постройте кривую распределения по радиусом для суспензии TiO2 в бутилацетате, используя следующие экспериментальные данные:

Время оседания t, c Количество осевшей суспензии Q, %

Плотность TiO2 равна 3,82 103 кг/ 0,79 10-3 Па с, высота h=11 10-2 м.

60

180

300

600

900

1800

16,0

60,0

75,0

87,0

92,0

100

м3, плотность среды ρ0=0,87 103

кг/м3, вязкость ее η=

281-284. Вычислите средний квадратичный сдвиг коллоидных частиц с радиусом r при броуновском движении и температуре Т за время t при вязкости среды η. Данные для расчета приведены в табл. 21.

 

 

 

 

 

Таблица 21

Зада

Коллоидная система

Радиус частиц

Т, К

t, с

 

 

чи

 

η, Па с

 

 

 

 

 

 

 

281

Аэрозоль NH4Cl

1 10-6

273

5

 

1,7 10-5

282

Гидрозоль Fe(OH)3

1 10-8

293

4

 

10-3

283

Аэрозоль NH4Cl

1 10-7

273

5

 

1,7 10-5

284

Эмульсия

6,5 10-6

288

1

 

10-3

285-287. Рассчитайте коэффициент диффузии коллоидных частиц радиуса r при вязкости η и температуре Т. Данные для расчета приведены в табл.22.

 

 

 

 

Таблица 22

Зада

 

 

 

 

 

чи

Коллоидная система

r, м

η, Па с

 

Т,К

 

 

 

 

 

 

285

Аэрозоль оксида цинка

2 10-6

1,7 10-5

 

283

286

Мицеллы мыла в воде

1,25 10-10

6,5 10-4

 

313

287

Суспензия глины в воде

1 10-7

6,5 10-4

 

313

288-293. При исследовании золя методом поточной ультрамикроскопии ДерягинаВласенко в объеме золя V м3, протекшем через счетное поле микроскопа, подсчитано n частиц. Определите средний размер частиц по данным табл.23.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 23

Зада

 

 

V 1011,

 

 

3

ρ10-3,

 

Средний r

чи

Характеристика золя

м3

n

С, кг/м

 

кг/м3

 

или l

 

 

 

 

 

 

 

 

288

Масляный туман

1,33

50

25 10-6

0,9

 

Радиус

289

Гидрозоль серы

2

100

6,5 10-5

1

 

»

290

Водяной туман

3

60

15 10-6

1

 

»

291

Гидрозоль золота

1,6

70

7 10-6

19,3

 

Ребро куба

292

Масляный туман

1,5

53

21 10-6

0,92

 

Радиус

293

Дым

мартенов-

2

80

10-4

2

 

Ребро куба

ской печи

 

 

 

 

 

 

 

294. Сравните интенсивности светорассеяния высокодисперсного полистирола, осве-

щенного монохроматическим светом с длиной волны λ1 = 680 10-9 м, а затем с длиной волны

λ2 = 420 10-9 м (α = 4).

295.Используя уравнение Рэлея, сравните интенсивности светорассеяния двух эмульсий с равными радиусами частиц и концентрациями: бензола в воде (показатель преломления С6Н6 n = 1,50) и н-пентана С5Н12 (n = 1,36). Показатель преломления воды n0 = 1,33.

296.Сравните интенсивности светорассеяния эмульсий бензина в воде (показатель

преломления n1 = 1,38) и тетралина в воде (n2 = 1,54) при 293 К. Показатель преломления воды n0 = 1,33. Размер частиц и концентрации эмульсий одинаковы.

297.В каком случае и во сколько раз интенсивность светорассеяния латекса полисти-

рола больше: при освещении светом с λ1 = 530 10-9 м или с λ2 = 680 10-9 м?

298.С помощью нефелометра сравнивались мутности двух гидрозолей мастики равных концентраций. Получены следующие экспериментальные данные: мутности определяемого и стандартного золей стали одинаковыми при высоте освещенной части первого золя h1

=5 10-3 м и высоте второго золя h2 = 19,0 10-3 м. Средний радиус частиц стандартного золя r =120 10-9м. Определите радиус частиц второго золя.

299.Рассчитайте средний радиус частиц гидрозоля латекса полистирола, пользуясь данными, полученными с помощью нефелометра: высота освещенной части стандартного

золя h1 = 8 10-3 м, средний радиус частиц r =88 10-9м, высота освещенной части неизвестного золя h2 = 18 10-3 м. Концентрации стандартного и неизвестного золя одинаковы.

300. При прохождении света с длиной волны λ = 610 мкм через слой золя мастики толщиной d при концентрации С были получены следующие данные:

С, %

1,0

0,6

0,20

0,10

0,06

0,02

0,01

d, мм

2,5

2,5

2,5

5,0

20,0

20,0

30,0

Интенсивность про-

14,4

27,0

63,9

65,8

37,1

70,1

77,8

шедшего света, %

 

 

 

 

 

 

 

Вычислите коэффициент поглощения К и сделайте вывод о справедливости закона Ламберта - Бера.

301. При пропускании света с длиной волны λ = 550-600 мкм через желто-зеленый светофильтр и слой золя гликогена толщиной d получены следующие данные:

d, мм

2,5

5

10

15

20

Интенсивность прошедшего света, %

92,5

85,5

73

64

55

Вычислите оптическую плотность D (коэффициент экстинции) и оцените справедливость закона Ламберта-Бера.

302-308. Вычислите электрокинетический потенциал частиц золя по следующим данным, полученным в опытах по электрофорезу (см.табл.24).

 

 

 

 

 

 

Таблица 24

Зада

 

Скорость

Градиент

 

 

Название вещества дисперсной

перемеще-

ε

η, Па с

чи

фазы и среды

ния частиц

поля Н,

 

В/м

 

 

 

 

и, м/с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

302

Золото - вода

 

-6

100

81

0,001

-2,2 10

 

 

 

 

 

303

Висмут - вода

 

 

-5

1000

81

0,001

+1,1 10

 

 

 

 

304

Олово - этанол

 

-6

500

25,5

0,00123

-1,8 10

 

 

 

 

 

305

Сульфид мышьяка (III)

-1,73 10-5

800

81

0,001

вода

 

 

 

 

 

 

306

Берлинская лазурь - вода

-2,00 10-5

500

81

0,001

307

Свинец - метанол

 

 

-6

300

34

0,000612

+6,6 10

 

 

 

 

308

Кварц - вода (суспензия)

 

-5

1000

81

0,001

-3,0 10

 

 

 

 

 

Знак скорости означает направление движения частиц: (-) - к аноду, (+) - к катоду. Форму частиц считать сферической во всех задачах.

309.Определите ξ - потенциал поверхности кварца в водном растворе хлорида калия, если объемная скорость раствора, переносимого через мембрану током I = 8 10-4 А при электроосмосе, равна V = 0,15 10-3 м3 с-1, а удельная электрическая проводимость раствора KCl равна 1,6 10-2 См м-1. Вязкость раствора η и относительную диэлектрическую проницаемость

εсчитать равными воде, т.е. взять величины, указанные в задаче 308.

310.Вычислите скорость электрофореза частиц гидрозоля платины при градиенте

внешнего поля 1200 В м-1, если ξ-потенциал их равен 0,044 В, ε и η такие же, как у воды (см.

табл.24).

311.Какое количество раствора Al2(SO4)3 концентрации 0,01 кмоль/м3 требуется для коагуляции 10-3 м3 золя Al(OH)3? Порог коагуляции γ = 96 10-6 кмоль/м3.

312.Для коагуляции 10 10-6 м3 золя AgI требуется 0,45 10-6 м3 раствора Ba(NO3)2. Концентрация электролита равна 0,05 кмоль/м3. Рассчитайте порог коагуляции золя.

313.Какое количество электролита K2CrO4 нужно добавить к 1 10-3 м3 золя Al2O3, чтобы вызвать его коагуляцию? Концентрация электролита 0,01 кмоль/м3, порог коагуляции

γ= 0,63 10-3 кмоль/м3.

314.Электрокинетический потенциал золя апельсинового сока равен ξ = 50мВ. Определите скорость и электрокинетическую подвижность частиц сферической формы, если от-

носительная диэлектрическая проницаемость ε=54,1, приложенная внешняя ЭДС Еэ = 120В, расстояние между электродами L = 40 см, вязкость η = 4,5 10-3 Па с, коэффициент формы частиц f = 0,67.

315. Определите электрокинетический потенциал 20%-ного коллоидного раствора сахарозы при градиенте внешнего электрического поля Е = 400 В/м, относительной диэлектрической проницаемости ε=69,4, вязкости η=1,5 10-3 Па с и скорости электрофореза и = 13,5 мкм/с. Коэффициент формы частиц f = 0,67.

316. Определите необходимую величину внешнего электрического поля при электрофорезе сферических частиц золя алюминия в этилацетате , если электрокинетический потенциал ξ = 42 мВ, относительная диэлектрическая проницаемость ε = 6, вязкость η=0,43 10-3 Па с и скорость электрофореза и = 1,5 10-5 м/с. коэффициент формы частиц f= 0,67.

317.Определите потенциал течения, если через пленку продавливается 42,4%-ный водный раствор этилового спирта при давлении р = 20 103 Па. Удельная электрическая проводимость раствора χ = 1,3 10-2 См м-1, относительная диэлектрическая проницаемость ε = 41,3, вязкость η = 0,9 10-3 Па с, электрокинетический потенциал ξ = 16 10-3В.

318.Определите порог коагуляции золя Al2O3, если коагуляция происходит при добавлении 50 мл электролита K2CrO4 концентрации 0,01 кмоль/м3 к 10-3 м3 золя.

319.Коагуляция 10-5 м3 золя AgI наблюдается при добавлении к нему 5 мл электроли-

та Ca(NO3)2 концентрации 0,01 кмоль/м3. На основании теории ДЛФО определите концентрацию 10-6 м3 электролита Al(NO3)3, которая вызывает коагуляцию 10-5 м3 данного золя.

320.Коагуляция 3 10-5 м3 золя AgI наблюдается при добавлении к нему 30 мл элек-

тролита KNO3 концентрации 1 кмоль/м3. На основании теории ДЛФО определите концентрация 10-7 м3 электролита Al(NO3)3, которая вызывает коагуляцию 10-5 м3 данного золя.

321.Время половинной коагуляции θ золя золота в воде при действии хлорида натрия равно 20 с. Определите время, за которое концентрация золя уменьшится в 10 раз. Константу

скорости коагуляции вычислите по формуле К=4RT/ (3ηNA); η = 10-3 Па с; Т = 300 К.

322.Константа скорости коагуляции золя К = 5 10-18 м3 с-1. Начальная концентрация золя составляет 3 10-14 м-3. Определите концентрацию золя через 30 мин.

323.При исследовании кинетики коагуляции золя золота раствором хлорида натрия получены следующие экспериментальные данные:

Время коагуляции τ, с

0

120

240

420

600

900

Общее число частиц в

 

 

 

 

 

 

1 м3 n 10-14

2,69

2,25

2,02

1,69

1,47

1,36

Определите константу скорости коагуляции по Смолуховскому графическим методом и сравните её с константой, рассчитанной по формуле К = 4RT/ (3ηNA); η = 10-3 Па с; Т=293 К.

324. Экспериментально получены следующие данные по коагуляции гидрозоля золота раствором NaCl:

Время коагуляции τ, с

0

60

120

420

900

Общее число частиц в

 

 

 

 

 

1 м3 n 10-14

5,22

4,35

3,63

2,31

1,48

Определите константу скорости коагуляции по Смолуховскому графическим методом и сравните её с константой, рассчитанной по формуле К = 4RT/(3ηNA); η = 10-3 Па с; Т=300 К.

325. Пользуясь экспериментальными данными, определите графическим методом константу скорости коагуляции по Смолуховскому и время половинной коагуляции θ:

Время

коагуляции

 

 

 

 

 

 

 

τ, с

 

0

60

120

180

300

420

600

Общее

число час-

 

 

 

 

 

 

 

тиц в 1 м3 n 10-14

20,22

11,0

7,92

6,30

4,82

3,73

2,86

326. Определите графическим методом константу скорости коагуляции по Смолуховсому и время половинной коагуляции θ для золя золота по следующим экспериментальным данным:

Время

коагуляции

 

 

 

 

 

 

τ, с

 

0

20

60

120

240

480

Общее

число час-

20,20

14,70

10,80

8,25

4,89

3,03

тиц в 1 м3 n 10-14

 

 

 

 

 

 

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]