5. Изобразите формулы двух мицелл гидрозоля с, полученного из рас - творов веществ а и в в случае избытка вещества а или в. А - k2so4, в - Ba(ch3coo)2, с - BaSo4

K₂SO₄ + Ba(CH₃COO)₂ = BaSO₄ + 2CH₃COOK

Избыток K₂SO₄:

Избыток Ba(CH₃COO)₂:

6. Для осветления воды в нее вводят Al₂(SO₄)₃ или Fe₂(SO₄)₃, после чего происходит интенсивное выпадение осадка. Объясните это явление, исходя из того, что частички взвеси в природной воде имеют отрицательные электрические заряды, а вводимые соли при растворении подвергаются гидролизу.

В процессе очистки воды от взвешенных веществ мицеллы гидроксида алюминия или железа(образовавшиеся вследствие гидролиза их солей), несущие на своей поверхности положительный заряд, сорбируются на поверхности различных частиц, находящихся в очищаемой воде. В результате этого частицы взвеси покрываются плотным слоем частиц гидроксида алюминия или железа. Таким образом, взвешенные вещества играют роль поверхности, стимулирующей адсорбционно-коагуляционное взаимодействие, и способствуют образованию плотных агрегированных структур. Весь процесс осветления воды, начиная с образования мицелл и заканчивая их осаждением, условно можно разделить на несколько этапов. На первом этапе, после введения в воду коагулянта, происходит его гидролиз с образованием мицелл и последующим их агрегированием в более крупные шарообразные частицы золя (около 0,01–0,1мкм). Появляется опалесценция. Этот этап называется стадией скрытой коагуляции. Затем начинается этап образования огромного количества мельчайших хлопьев, которые агрегируются в более крупные, и, достигнув определенных размеров, под действием силы тяжести оседают. Наступает стадия седиментации (осаждения) хлопьев загрязнений.

Билет 10.

1. Теория броуновского движения и ее значение для естествознания

Броуновское движение открыл в 1827 г. английский ботаник Роберт Броун. Броуновское движение – это непрерывное беспорядочное движение частиц микроскопических и коллоидных размеров, не затухающее во времени. Это движение тем интенсивнее, чем выше температура и чем меньше масса частицы и вязкость дисперсионной среды В общих чертах явление броуновского движения можно представить следующим образом. Если частица мала, то число одновременно получаемых ею ударов со стороны молекул среды не слишком велико и возникает вероятность неравномерного распределения импульсов, получаемых частицей с разных сторон. Это обусловлено как разным количеством ударов, так и различной энергией молекул среды, сталкивающихся с частицей. В результате взвешенные в жидкости частицы приобретают поступательное, вращательное и колебательное движение. Броуновское движение совершенно хаотично, т. е. в нем наблюдается полная равноправность всех направлений. Следовательно, броуновское движение есть случайные блуждания частиц в процессе собственного теплового движения и под влиянием теплового движения других частиц или молекул.

Для количественной характеристики броуновского движения используется средний сдвиг . Сдвиг (∆) – это изменение координаты частицы за определенный промежуток времени ∆τ на произвольно выбранную в пространстве ось x, который связан с коэффициентом диффузии уравнением Эйнштейна-Смолуховского: , где D – коэффициент диффузии, который определяется сопротивлением, оказываемым вязкой средой движущейся в ней частице. Для сферических частиц радиуса а он равен: D = kT/6pha, где k — Больцмана постоянная, Т — абсолютное температура, h — динамическая вязкость среды. τ – время диффузии. В качестве характеристики БД используют средний квадратичный сдвиг частиц: , где ∆₁, ∆₂, ∆_n – отдельные проекции смещения частиц на ось х; n – число таких проекций, взятых для расчета. зависит от: температуры, вязкости среды, размера частиц. Броуновским движением пренебрегают, если размеры частиц больше 5 мкм. Теория БД подтвердила реальность существование атомов и молекул, послужила доказательством статистического характера II закона термодинамики, позволила рассчитать N_A и k_Б. Теория БД сыграла важную роль в обосновании статистической механики, на ней основана кинетическая теория коагуляции водных растворов. Она имеет практическое значение в метрологии, так как броуновское движение рассматривают как основной фактор, ограничивающий точность измерительных приборов. Законами броуновского движения определяется случайное движение электронов, вызывающее шумы в электрических цепях.