Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии - Фролов Ю. Г.
Скачать (прямая ссылка):
= 0,07 В
1,2- 10
,94-10 - 0,141
78,5-8,85- 10 12-3,1 • 104
ЗАДАЧИ
1. Среднеквадратичное значение проекции сдвига частицы гидрозоля БЮг за 3 с составляет 8 мкм. Определите радиус частицы, если вязкость дисперсионной среды равна 1-Ю-3 Па-с при 293 К. ^2. Определите проекцию среднего сдвига А для частиц гидрозоля за время 10 с, если радиус частиц 0,05 мкм, температура опыта 293 К, вязкость среды 1-Ю-3 Па-с.
3. Удельная поверхность сферических частиц гидрозоля кремнезема составляет: а) 1,1-104 м2/кг; б) 1,1-105 м2/кг; в) 1,1-106 м2/кг. Плотность кремнезема 2,7 г/см3, вязкость дисперсионной среды 1-10—3 Па-с, температура 293 К. Определите проекции среднего сдвига частиц золя за время 4 с.
4. По данным Сведберга, коэффициент диффузии коллоидных частиц золота в воде при 298 К равен 2,7-10_6 м2/сут. Определите дисперсность частиц гидрозоля золота. Вязкость воды при 298 К равна 8,94-10"3 Па-с.
5. Ниже приведены результаты измерения среднеквадратичного сдвига частиц суспензии гуммигута в воде, полученные Перреном:
Время сдвига, с . . 30 60 90 120 Сдвиг, мкм .... 7,09 10,65 11,31 12,00
На основании этих результатов вычислите среднее значение числа Авогадро. Радиус частиц суспензии 0,212 мкм, температура опыта 290 К, вязкость среды 1,1- Ю-3 Па-с.
6. Определите частичную концентрацию золя А1203, исходя из следующих данных: массовая концентрация 0,3 г/л, коэффициент диффузии сферических частиц золя 2-10-6 м2/сут, плотность А1203 4 г/см3, вязкость среды 1 • 10_3 Па-с, температура 293 К.
7. Результаты экспериментов Сведберга по определению среднего сдвига Д частиц золя платины в разных средах при 293 К следующие:
Ацетон Вода
Пропиловый спирт
На основании этих данных определите дисперсность частиц золя, а также коэффициенты диффузии частиц в указанных средах.
8. Для гидрозоля АЬ03 рассчитайте высоту, на которой концентрация частиц уменьшается в 2,7 раза. Форма частиц сферическая, удельная поверхность дисперсной фазы гидрозоля: а) 109 м-1; б) 0,5-109 м-1;
цИО4, Па-с т, с А, мкм
3,2 1,60 6,2
10,0 0,65 2,1
22,6 0,45 1,3
Мб
в) 108 м-1. Плотность А1203 4 г/см3, плотность дисперсионной среды 1 г/см3, температура 293 К.
9. Ниже приведены результаты изучения равновесного распределения частиц гидрозоля селена по высоте под действием силы тяжести (при 293 К).:
А, мкм ...... 50 850 1050 1250
Число частиц в единице объема .... 595 271 165 90
Используя эти данные, рассчитайте коэффициент диффузии частиц селена в воде. Плотность селена примите равной 4,81 г/см3, плотность воды 1 г/см3, вязкость воды МО'3 Па-с.
10. Определите высоту, на которой после установления диффузион-но-седиментационного равновесия концентрация частиц гидрозоля БЮ2 уменьшится вдвое. Частицы золя сферические, дисперсность частиц: а) 0,2 нм-1; б) 0,1 нм-1; в) 0,01 нм-1. Плотность 5Ю2 2,7 г/см3, плотность воды 1 г/см3, температура 298 К.
11. В опытах Вестгрена было получено следующее установившееся под действием силы тяжести распределение частиц гидрозоля золота по высоте:
А, мкм ...... 0 50 100 200 300 400 500
Число частиц в единице объема .... 1431 1053 779 408 254 148 93
Определите средний размер частиц гидрозоля, если плотность дисперсной фазы равна 19,6 г/см3, температура 292 К.
12. Осмотическое давление гидрозоля золота (форма частиц сферическая) с концентрацией 2 г/л прн 293 К равно 3,74 Па. Рассчитайте коэффициент диффузии частиц гидрозоля при тех же условиях, если плотность золота 19,3 г/см3, а вязкость дисперсионной среды МО-3 Па-с.
13. Рассчитайте отношение осмотических давлений двух гидрозолей (форма частиц сферическая) при условии: одинаковая массовая концентрация, но различная дисперсность частиц — ?>1 = 40 мкм-1 и ?)2 == = 20 мкм-1; 2) одинаковая дисперсность, но различная массовая концентрация — с{ = 7 г/л и с2 = 3,5 г/л.
УЧ4. Рассчитайте размер частиц диоксида кремния, если известно, что время их оседания на расстояние 1 см составляет: а) 30 с; б) 60 мин; в) 100 ч. Плотность дисперсной фазы и дисперсионной среды составляет соответственно 2,7 и 1,1 г/см3, вязкость дисперсионной среды 1,5- Ю-3 Па-с.
,4-5. Рассчитайте время, за которое сферические частицы стекла в воде~оседают на расстояние 1 см, если дисперсность частиц составляет: а) 0,1 мкм-1; б) 1 мкм-1; в) 10 мкм-1. Плотность дисперсной фазы и дисперсионной среды соответственно 2,4 и 1,0 г/см3. Вязкость дисперсионной среды 1 -10—3 Па-с.
16. Определите удельную поверхность порошка сульфата бария (в расчете на единицу массы), если частицы его оседают в водной среде на высоту 0,226 м за 1350 с (предполагая, что частицы имеют сферическую форму). Плотность сульфата бария н воды соответственно 4,5 и 1 г/см3, вязкость воды 1- Ю-3 Па-с.
17. Рассчитайте, за какое время сферические частицы А1203, распределенные в среде с вязкостью 1,5-10_3 Па-с, оседают на высоту
107
! см, если удельная поверхность частиц составляет: а) 104 м-1; б) 105 м~!; в) 10б м-1. Плотности дисперсной фазы и дисперсионной среды равны соответственно 4 и 1 г/см3.
