Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии - Фролов Ю. Г.
Скачать (прямая ссылка):
18. Граница между гидрозолем золота и дисперсионной средой в центробежном поле ультрацентрифуги через 1 ч после начала опыта находилась на расстоянии 3,70 см от оси вращения, а через 1,5 ч — на расстоянии 3,78 см. Определите размер и удельную поверхность (в расчете на единицу массы) сферических частиц гидрозоля, если скорость вращения ротора центрифуги 8700 об/мин, плотность золота 19,3 г/см3, плотность воды 1 г/см3, вязкость воды Ы0_3 Па-с.
19. Рассчитайте толщину диффузного ионного слоя А, на поверхности твердой пластинки, помещенной в водные растворы с содержанием индифферентного электролита KCl: а) ЬЮ-5; б) ЬЮ-3; в) IX X Ю-1 моль/л. Относительную диэлектрическую проницаемость растворов при 298 К примите равной 78,5. Постройте график зависимости ф/фб от расстояния, которое изменяется от А до 5А.
20. Рассчитайте толщину диффузного ионного слоя к на поверхности пластинки при 300 К в водном растворе, 1 л которого содержит 0,05 г NaCl и 0,01 г Ba(N03)2 (индифферентные электролиты). Относительная диэлектрическая проницаемость раствора равна 76,5. Во сколько раз изменится А, если раствор разбавить чистой водой в 4 раза?
21. Рассчитайте толщину диффузного ионного слоя А частиц дисперсной фазы при 293 К в водных растворах, содержащих Ь 10-4 моль/л одного из следующих электролитов: NaCl, СаСЬ, MgS04- Считая, что относительная диэлектрическая проницаемость растворов линейно изменяется от 87,8 до 69,7 при повышении температуры от 273 до 323 К, постройте зависимость А от Т для раствора NaCl.
22. Используя теорию Гуи — Чепмена для слабозаряженной поверхности .""оцените значение потенциала ф и объемной плотности заряда р на расстоянии лс = 15 им от поверхности. Окружающей средой является водный раствор NaCl с концентрацией 5-Ю-4 моль/л, температура 293 К, относительная диэлектрическая проницаемость среды 80,1, потенциал поверхности фо ~ Фв = 0,02 В. Определите, во сколько раз изменятся ф и р, если х увеличить в три раза.
23. Рассчитайте объемную плотность заряда на границе диффузного слоя рв дисперсной фазы по следующим данным: фа=.0,03 В, окружающей средой является водный раствор KCl с концентрацией 3 - Ю-4 моль/л, относительная диэлектрическая проницаемость среды 80,1, температура 293 К- Чему равна плотность поверхностного заряда, обусловленного диффузным слоем?
щ& Рассчитайте емкость диффузного слоя дисперсной фазы. Дисперсионной средой является водный раствор СаС12 концентрации 2-Ю-4 моль/л при 283 К с относительной диэлектрической проницаемостью 83,8. Определите, во сколько раз изменится емкость, если к раствору СаСЬ добавить равный объем водного раствора NaCl такой же мольной концентрации?
25. Рассчитайте электрокинетический потенциал поверхности кварца по данным, полученным при исследовании электроосмотического переноса жидкости через кварцевую мембрану: сила тока 2-10—3 А, объемная скорость раствора KCl, переносимого через мембрану, 0,02 мл/с, удельная электропроводность раствора 1,2-Ю-2 См-м-1,
108
вязкость 1-Ю-3 Па-с, относительная диэлектрическая проницаемость 80,1.
26. Рассчитайте электрокинетический потенциал на границе раздела фаз кварц — водный раствор КС1 по следующим данным электроосмоса: сила тока 2-Ю-3 А, время переноса 0,1 мл раствора 110 с, удельная электропроводность раствора 6,2- Ю-2 См-м-1, вязкость Ю-3 Па-с, относительная диэлектрическая проницаемость 80,1.
27. Постройте график зависимости электрокинетического потенциала поверхности дисперсной фазы (электрокорунд, а-А12Оз) от концентрации электролита сэл (гексаметафосфат натрия) по экспериментальным данным электроосмоса:
0,02 0,05 0,10 0,20
1,85 1,25 2,01 1,28
/. 103, А...... 1,70 1,70 2,15 3,30
Ху ¦ 102, См - м-1 . . . . 2,40 3,91 6,10 10,20
Х5 • 102, См • м-1 . . . . 7,76 6,42 0,49 0,20
х0 и х$ — соответственно удельная электропроводность дисперсионной среды и поверхностная проводимость.
Относительная диэлектрическая проницаемость растворов 80,1, вязкость 1 • Ю-3 Па-с. Определите знак заряда поверхности мембраны, если растворы под действием тока перемещаются к катоду.
28. Рассчитайте объем раствора, перенесенный через мембрану из корунда за 1 ч в результате электроосмоса слабого раствора электролита под действием э.д. с. 100 В. Электрокинетический потенциал поверхности корунда 0,08 В, относительная диэлектрическая проницаемость среды 80,1, вязкость 1-10—3 Па-с, электрическое сопротивление мембраны с этим раствором R\ = 3900 Ом.
Для определения удельной электропроводности раствора, включающей поправку на поверхностную проводимость, было измерено электрическое сопротивление мембраны в 0,1 н. растворе KCl, которое оказалось равным /?2 = 41,0 Ом. Удельная электропроводность 0,1 н. раствора KCl равна 1,167 См-м-1. Рассчитайте расход электроэнергии, необходимый для переноса 1 м3 раствора.
'. 29/ Рассчитайте электрофоретическую скорость передвижения частиц золя трисульфида мышьяка по следующим данным: ?;-потенциал частиц — 42,3 мВ, расстояние между электродами 0,4 м, внешняя разность потенциала 149 В, вязкость среды 1-10—3 Па-с, относительная диэлектрическая проницаемость 80,1.
