- •Часть 2. Основы коллоидной химии
- •1. Дисперсные системы. Смачивание. Капиллярные явления.
- •Степень раздробленности дисперсной фазы характеризуют дисперсностью где - поперечный размер частиц (диаметр при их сферической форме).
- •1.1. Типы дисперсных систем
- •1.2. Смачивание
- •1.3. Капиллярные явления. Фазовые равновесия при искривленной поверхности раздела фаз
- •1.3.1. Фазовые равновесия в двухфазных системах с искривленной поверхностью раздела фаз
- •1) Жидкость ↔ насыщенный пар
- •2) Твердый электролит ↔ ионы в насыщенном растворе.
- •1.3.2. Равновесия при контакте трех фаз с искривленными межфазными границами
- •А) Сферическая поверхность жидкость – газ в капилляре
- •Из хорошо смачиваемого материала
- •Б) Цилиндрическая поверхность жидкость – газ в капилляре
- •1.4. Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельной работы
- •2. Устойчивость, получение, свойства, стабилизация и коагуляция коллоидных систем
- •2.1. Термодинамика образования. Лиофильные и лиофобные коллоидные системы
- •2.2. Особые свойства коллоидных систем
- •Особые свойства коллоидных систем можно подразделить на две основные группы :
- •2.3. Методы получения лиофобных коллоидных систем
- •2.4. Стабилизация лиофобных коллоидных систем (золей, эмульсий)
- •2.4.1. Стабилизация электролитами
- •2.4.2. Стабилизация в присутствии пав и полимеров
- •2.5. Коагуляция коллоидных систем
- •2.6. Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельной работы
- •Лабораторная работа № 1. Получение, коагуляция и стабилизация лиофобных коллоидных систем
- •Опыт 3. Получение и коагуляция золя гидроксида трехвалентного железа
- •Опыт 4. Определение порога коагуляции
- •Литература по курсу коллоидной химии*
Задачи для самостоятельной работы
Задачи 1 - 8. Противоионы диффузного слоя в золе, полученном по приведенной реакции в водном растворе (табл.), перемещаются к катоду (отрицательный электрод). Как заряжены частицы дисперсной фазы золя? Какое вещество было взято в избытке для получения данного золя? Составьте схему мицеллы золя.
Таблица к задачам 1 - 8
№ задачи |
Реакция получения золя |
1 2 3 4 5 6 7 8 |
Pb(NO3)2 + Na2SO4 CuCl2 + NaOH Pb(CHСOO)2 + KI HCl + Na2SiO3 BaCl2 + Na2SO4 CuCl2 + H2S SbCl3 + Na2S AgNO3 + KCl |
Задачи 9–15. Для получения золя смешали водные растворы веществ А и Б (табл.). Какое вещество надо взять в избытке, чтобы получить золь с положительно заряженными частицами? Составьте схему мицеллы.
Таблица к задачам 9 - 15
-
№ задачи
Вещество А
Вещество Б
9
AgNO3
KI
10
FeCl2
Na2S
11
KI
Pb(NO3)2
12
Na2S
Cd(NO3)2
13
Na2SO4
BaCl2
14
K2SiO3
HNO3
15
AgNO3
KBr
Задача 16. Какой объем раствора AgNO3 с СЭК = 0,018 моль экв/л надо прибавить к 0,025 л раствора НCl с СЭК = 0,16 моль экв/л, чтобы получить золь с отрицательно заряженными частицами ? Составьте схему мицеллы.
Задача 17. Какой объем раствора FeCl3 с СЭК = 0,003 моль экв/л надо прибавить к 0,03 л раствора AgNO3 с СЭК = 0,002 моль экв/л, чтобы частицы полученного золя в электрическом поле двигались к аноду (положительный электрод)? Составьте схему мицеллы.
Задача 18. Какой объем 0,001 М раствора АlСl3 надо прибавить к 0,02 л раствора Н2S с СЭК = 0,003 моль экв/л, чтобы образовался золь с отрицательно заряженными частицами? Составьте схему мицеллы.
Задача 19. Какой объем раствора KI с СЭК = 0,0025 моль экв/л надо прибавить к 0,035 л раствора Pb(NO3)2 с СЭК = 0,003 моль экв/л, чтобы получить золь с отрицательно заряженными частицами? Составьте схему мицеллы золя.
Задача 20. Какой объем раствора NaOH с СЭК = 0,002 моль экв/л надо добавить к 0,003 л раствора Fe2(SO4)3 с СЭК = 0,0003 моль экв/л, чтобы получить золь с положительно заряженными частицами? Составьте схему мицеллы золя.
Задачи 21 - 30. Для получения гидрофобного золя используется реакция между веществами А и Б, взятыми в виде растворов с концентрациями СА и СБ в объемах VА и VБ. Определите заряд частиц дисперсной фазы и составьте схему мицеллы (табл.).
Таблица к задачам 21 - 30
№ задачи |
Вещество А |
C ЭК, А (моль экв/л) |
VA, л |
Вещество Б
|
СЭК, Б (моль экв/л) |
VБ, л |
21 |
NaOH |
0,002 |
0,020 |
Fe2(SO4)3 |
0,0003 |
0,030 |
22 |
KI |
0,001 |
0,010 |
Pb(NO3)2 |
0,0025 |
0,015 |
23 |
AgNO3 |
0,005 |
0,028 |
KCl |
0,0100 |
0,020 |
24 |
Na2S |
0,003 |
0,015 |
CuSO4 |
0,0020 |
0,035 |
25 |
KBr |
0,007 |
0,010 |
AgNO3 |
0,0003 |
0,040 |
26 |
Pb(NO3)2 |
0,001 |
0,020 |
K2S |
0,0025 |
0,020 |
27 |
CuCl2 |
0,001 |
0,045 |
Na2S |
0,0010 |
0,030 |
28 |
SbCl3 |
0,005 |
0,020 |
Na2S |
0,0004 |
0,030 |
29 |
Na2SiO3 |
0,004 |
0,015 |
HCl |
0,0020 |
0,015 |
30 |
FeCl3 |
0,003 |
0,030 |
NaOH |
0,0050 |
0,030 |
Задача 31. Вычислите порог коагуляции золя раствором сульфата натрия, если добавление 0,003 л Na2SO4 с СЭК = 0,1 моль экв/л вызывает коагуляцию 0,015 л золя.
Задача 32. Какой объем раствора FeСl3 с СЭК = 0,0002 моль экв/л потребуется для коагуляции 0,025 л золя сульфида мышьяка, если порог коагуляции золя этим электролитом = 0,067 ммоль экв /л ?
Задача 33. Вычислите порог коагуляции золя раствором K2SO4, если добавление 0,002 л раствора K2SO4 с СЭК = 0,15 моль экв/л вызывает коагуляцию 0,02 л золя.
Задача 34. Какой объем раствора Сr(NО3)3 с СЭК = 0,0003 моль экв/л требуется для коагуляции 0,02 л золя сульфида мышьяка, если порог коагуляции этим электролитом = 0,060 ммоль экв/л?
Задача 35. Вычислите порог коагуляции золя раствором сульфата аммония, если добавление 0,01л (NН4)2SO4 с СЭК = 0,3 моль экв/л вызывает коагуляцию 0,015 л золя.
Задача 36. В две колбы налито по 0,1 л золя Fe(OH)3 . Коагуляция золя в первой колбе наступила при добавлении 0,01 л раствора NН4Сl с СЭК = 1 моль экв/л, во второй – при добавлении 0,064 л раствора Nа2SО4 с СЭК = 0,01 моль экв/л. Вычислите порог коагуляции золя каждым электролитом, определите, катион или анион является коагулянтом для данного золя, и установите знак заряда частиц золя.
Задача 37. Частицы золя иодида серебра заряжены отрицательно. Порог коагуляции этого золя нитратом лития равен 165 ммоль экв/л. Вычислите пороги коагуляции этого золя нитратами бария и алюминия.
Задача 38. В две колбы налито по 0,1 л золя Fe(OH)3. Коагуляция золя в первой наступила при добавлении 0,063 л раствора Nа2SО4 с СЭК = 0,01 моль экв/л, а во второй – при добавлении 0,037 л раствора Nа3РО4 с СЭК = 0,001 моль экв/л. Вычислите порог коагуляции золя каждым электролитом и определите знак заряда частиц золя.
Задача 39. Порог коагуляции золя оксида мышьяка хлоридом алюминия равен 0,093 ммоль экв/л. Вычислите молярную концентрацию эквивалента СЭК раствора АlСl3, 0,0008 л которого хватило для коагуляции 0,125 л золя.
Задача 40. В две колбы налито по 0,1 л золя гидроксида алюминия. Коагуляция золя в первой колбе наступает при добавлении 0,02 л раствора NН4Сl с СЭК = 0,05 моль экв/л, во второй – при добавлении 0,037 л раствора Nа3РО4 с СЭК = 0,001 моль экв/л. Вычислите порог коагуляции каждым электролитом и определите знак заряда частиц золя.
Задача 41. Порог коагуляции золя оксида мышьяка нитратом трехвалентного железа равен 0,067 ммоль экв/л. Какой должна быть концентрация раствора Fе(NО3)3 СЭК , чтобы 0,0006 л его вызвали коагуляцию 0,12 л золя ?
Задача 42. Для коагуляции 0,05 л золя сульфида мышьяка Аs2S3 в первом случае взяли 0,005 л раствора NН4Сl с СЭК = 2 моль экв/л, во втором - 0,005 л раствора Na2SO4 с СЭК = 0,03 моль экв/л. Рассчитайте, у какого из данных электролитов меньший порог коагуляции для золя Аs2S3 , определите, катион или анион соли вызывает коагуляцию золя и определите знак заряда частиц золя.
Задача 43. Для коагуляции 0,05 л золя сульфида мышьяка Аs2S3 в первом случае взяли 0,0025 л раствора NаСl с СЭК. = 4 моль экв/л, во втором - 0,004 л раствора K3[Fe(CN)6] с СЭК = 0,0005 моль экв/л. Рассчитайте, у какого из данных электролитов меньший порог коагуляции и определите знак заряда частиц золя.
Задача 44. Для коагуляции 0,05 л золя сульфида мышьяка Аs2S3 в первом случае взяли 0,07 л раствора К2SO4 с СЭК. = 0,02 моль экв/л, во втором - 0,002 л раствора К3РО4 с СЭК = 0,001 моль экв/л. Рассчитайте, у какого из данных электролитов меньший порог коагуляции для золя Аs2S3 и определите знак заряда частиц золя.
Задача 45. Порог коагуляции золя хлорида серебра нитратом алюминия равен 0,41 ммоль экв/л. Какой объем раствора Аl(NO3)3 с СЭК = 0,001 моль экв/л нужно взять, чтобы вызвать коагуляцию 0,01 л этого золя?
Варианты задач для самостоятельной работы
-
№ варианта
№ задачи
1
15
16
45
2
14
17
44
3
13
18
43
4
12
19
42
5
11
20
41
6
10
21
40
7
9
22
39
8
8
23
38
9
7
24
37
10
6
25
36
11
5
26
35
12
4
27
34
13
3
28
33
14
2
29
32
15
1
30
31
