Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии - Фролов Ю. Г.
Скачать (прямая ссылка):
Аналогичным образом определяют изоэлектрическую точку золя в присутствии желатины. Для приготовления растворов в 50 мл золя вначале вводят раствор желатины, смесь тщательно перемешивают и затем добавляют раствор щелочи или кислоты:
Колба 1 50 мл золя + 3 мл раствора желатины + 5 мл
0,02 М НС1
Колба 2 50 мл золя + 3 мл раствора желатины + 1 мл
0,02 М НС1
Колба 3 50 мл золя + 3 мл раствора желатины
Колба 4 50 мл золя + 3 мл раствора желатины + 1 мл
0,02 М раствора ЫаОН
Перед заполнением электрофоретические трубки тщательно промывают водой.
Экспериментальные и расчетные данные записывают в таблицу, строят график ? = /(рН) и определяют рНиэт.
Сопоставляют и объясняют результаты проведенных опытов.
101
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Чем обусловлено броуновское движение частиц дисперсных систем? В каких системах возможно броуновское движение? Приведите примеры.
2. Какова количественная взаимосвязь между броуновским движением частиц и тепловым движением молекул среды. Как можно рассчитать число Авогадро, используя это соотношение?
3. Какие выводы можно сделать из теории броуновского движения, обобщающей свойства истинных растворов и золей?
4. Как можно определить размеры дисперсных частиц или концентрацию их в лнозолях по осмотическому давлению?
5. Какие известны Вам методы дисперсионного анализа? Укажите области их применения. Для каких дисперсных систем применяется седиментационный анализ в гравитационном поле и в центробежном поле?
¦ 6. Напишите уравнение Стокса для скорости седиментации в гравитационном поле. Каков физический смысл входящих в него величин? Изменением каких параметров системы можно изменять скорость осаждения частиц?
7. Каковы условия соблюдения закона Стокса при седиментации? Какие отклонения наблюдаются при несоблюдении этих условий?
8. Что такое константа седиментации и что она характеризует? Напишите выражение для константы седиментации сферических частиц, если осаждение их подчиняется закону Стокса.
9. Какие системы называют монодисперсными и полидисперсными? Что служит характеристикой полидисперсности системы?
10. Каково назначение интегральных и дифференциальных кривых распределения частиц по размерам? Как изменяется вид кривых распределения по мере приближения полидисперсной системы к монодисперсной?
11. Как определить содержание частиц для данного интервала размеров по интегральной и дифференциальной кривым распределения?
12. Для каких систем применяется седиментационный анализ в центробежном поле? Как изменяется скорость оседания частиц в центробежном поле в процессе седиментации? Напишите выражение для константы седиментации в центробежном поле.
13. Что такое диффузионно-седиментационное равновесие? Чем характеризуются кинетическая и термодинамическая седиментационна5 устойчивость системы? Как определяют размеры частиц в условия} диффузионно-седиментационного равновесия?
\/ 14. Каковы возможные причины возникновения двойного злектри ческого слоя на межфазной поверхности? Приведите примеры механиз мов образования двойного электрического слоя в различных дисперс ных. системах.
V15. Дайте характеристику строения двойного электрического ело: на поверхности раздела фаз. Как изменяется потенциал с расстояние!1 от поверхности?
16. Расскажите об основных положениях теории строения двойног электрического слоя. Какое соотношение лежит в основе этой теории
102
17. Что понимают под толщиной диффузной части двойного электрического слоя? Чем определяется толщина плотной и диффузной частей двойного электрического слоя?
18. Перечислите электрокинетические явления и объясните, чем они обусловлены.
19. Что называют электрокинетическим потенциалом? Какие факторы влияют на ^-потенциал? Как изменяется ^-потенциал отрицательно заряженных частиц при введении в золь нитратов калия, бария и лантана?
20. При каких условиях применимо уравнение Гельмгольца ¦—Смо-луховского для скорсти электрофореза? Какими свойствами должна обладать контактная жидкость?
21. Что собой представляют релаксационный эффект, электрофоре-тическое торможение и поверхностная проводимость? В каких случаях их необходимо учитывать при расчете ^-потенциала?
ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ' - ~*
1. Определите коэффициент диффузии й и среднеквадратичный сдвиг Л частицы гидрозоля за время т = 10 с, если радиус частицы г = 50 нм, температура опыта 293 К, вязкость среды ц = Ю-3 Па-с. _
Решение. Среднеквадратичный сдвиг частицы Д за промежуток времени т определяется по закону Эйнштейна — Смолуховского (III. 8):
А2 = 2 Ох
Коэффициент диффузии ?> рассчитывается по уравнению Эйнштейна (III. 9):
6лг)г
О = '>38-'0'23 - 293 а _ 4,29 - Ю-12 м2/. 6-3,14- 10 3 - 50 - 10 9
Тогда средеквадратичный сдвиг частицы составит:
с
Д = л/2?>т = л/2-4,29- 10 12 • 10 = 9,26 • 10 6 м = 9,26 мкм
2. Определите радиус частиц гидрозоля золота, если после установления диффу-зиоино-седиментационного равновесия при 293 К на высоте А = 8,56 см концентрация частиц изменяется в е раз. Плотность золота р = 19,3 г/см3, плотность воды ро = = 1,0 г/см3.
