Приклади розв’язку задач.

Задача1. Залежність поверхневого натягу водних розчинів амілового спирту (С₅Н₁₁ОН) від концентрації при 25⁰ має такий вигляд:

Концентрація кмоль/	Поверхневий натяг мн/м
0	72,0
0,0019	70,4
0,0038	69,2
0,0075	66,7
0,015	61,7
0,030	55,3
0,060	46,6
0,120	38,0

Визначить графічно адсорбцію амілового спирту із розчину з концентрацією 0,030 кмоль/м³.

Розв’язок: Побудуємо графік залежності поверхневого натягу ( ) від концентрації (С) (рис.1).

EMBED PBrush

рис.1

Проведемо дотичну до кривої у точці, яка має ординату 0,030 кмоль/м³. Тангенс кута нахилу дотичної до осі абсцис дорівнює . Із графіка знаходимо:

Множник 10^-3 у чисельнику вводиться тому, що поверхневий натяг у таблиці і на рис.1 виражений в мн/м.

Згідно з рівнянням ізотерми адсорбції Гіббса знаходимо:

Відповідь:

Задача2. Знайдіть константи рівняння ізотерми адсорбції Лангмюра для розчину гексилового спирту. Залежність адсорбції від концентрації наводиться в таблиці:

Гексиловий спирт
Концентрація С кмоль/м3	Адсорбція Г кмоль/м2
0,935	8,75
1,875	17,35
3,10	25,1
5,55	37,8
11,05	56,5

Розв’язок: У координатах ( ) графік ізотерми, який відповідає рівнянню Лангмюра, являє собою пряму, рівняння якої:

Відрізок, який відсікає пряма на осі ординат, дорівнює , а кутовий коефіцієнт (tgφ) дорівнює .

Побудуємо графік в координатах ( ) (рис.2) і знайдемо кутові коефіцієнти прямої для гексилового спирту: . Звідси знаходимо коефіцієнти рівняння Лангмюра: .

Відповідь:

рис.2

Задача3. При 22⁰С поверхневий натяг води дорівнює Н/м. Поверхневий натяг 0,1 М розчину олеїновокислого натрію дорівнює Н/м. Визначить адсорбцію олеїновокислого натрію на поверхні розчину.

Розв’язок: використовуємо рівняння Гіббса:

Замінимо на і отримаємо

Відповідь:

Задача4. 1г вугілля адсорбує при насищенні 0,001 моль оцтової кислоти. Знайдіть активну поверхню вугілля у квадратних метрах на грам. Густина безводної оцтової кислоти дорівнює 1,0553 г/см³.

Розв’язок: Приймемо, що при насичені оцтова кислота покриває всю поверхню адсорбенту мономолекулярним шаром. Поверхню, яку займає одна молекула, знайдемо, знаючи молекулярну вагу оцтової кислоти і її густину:

Об^’єм 1 моль кислоти

Об’єм, що займає 1 молекула кислоти

поверхня, яку займає одна молекула

(

Поверхня, яку займають всі молекули, які знаходяться у 0,001 моль кислоти, буде дорівнюватись:

Це і буде активна поверхня 1 г вугілля.

Відповідь: 124,8м

Задача 5. Розрахуйте питому поверхню 1 кг вугільного пилу з діаметром частинок, рівним 0,08 ^-3 м. Густина вугілля дорівнює 1,8 кг/м³.

Розв’язок: використаємо формулу:

Підставляємо значення:

Відповідь:

Задача 6. Знайдіть поверхневий натяг аніліну, якщо за допомогою сталагмометра Траубе одержані такі дані: число капель аніліну (n_x) дорівнює 42, його густина - 1,4 кг/м³, число капель води (n₀) – 18, поверхневий натяг води (r₀) – 73,26 ^-3 н/м.

Розв’язок: знаходимо поверхневий натяг згідно з формулою:

Підставляємо значення:

Відповідь: