Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии - Фролов Ю. Г.
Скачать (прямая ссылка):
30. Определите ^-потенциал корундовой мембраны по результатам электроосмоса растворов KCl:
cKCl, моль/л...... 0,01 0,02 0,10 0,50
х„, См-м-1...... 0,128 0,250 1,167 5,55
R, Ом......... 565 520 340 71,6
/ • 103. А........ 10 26 30- 50
а-103, мл/с...... 0,780 0,628 0,730 0.185
/? — сопротивление мембраны, заполненной соответствующим раствором КС1.
Относительная диэлектрическая проницаемость растворов 80,1, вязкость 1-Ю-3 Па-с, температура 293 К.
103
Для всех растворов рассчитайте толщину диффузного ионного слоя X и сопоставьте характер изменения ^-потенциала и X при увеличении концентрации KCl.
31. Рассчитайте ^-потенциал поверхности частиц бентонитовой глины по результатам электрофореза при следующих условиях: расстояние между электродами 25 см, напряжение 100 В, за 15 мин частицы перемещаются на 6 мм к аноду, относительная диэлектрическая проницаемость среды 78,2 (при 298 К), вязкость 8,94-10~4 Па-с.
32. Частицы аэросила Si02 в водной среде при pH = 6,2 имеют электрокинетический потенциал, равный —34,7- 10~3 В. На какое расстояние и к какому электроду сместятся частицы за 30 мин, если напряжение в приборе для электрофореза 110 В, расстояние между электродами 25 см, относительная диэлектрическая проницаемость среды 80,1, вязкость 1-10—3 Па-с.
33. Рассчитайте электрокинетический потенциал частиц корунда в водном растворе по следующим данным: скорость электроосмоса через корундовую мембрану 0,02 мл/с, удельная электропроводность раствора 1,2-10-2 См-м-1, поверхностная проводимость 2-Ю"2 См-м-', вязкость раствора ЬЮ-3 Па-с, сила тока при осмосе 1,5-Ю-2 А, относительная диэлектрическая проницаемость раствора 80,1.
34. Рассчитайте злектрокинетический потенциал частиц кварцевого стекла, а также толщину диффузного ионного слоя, если скорости передвижения этих частиц в водных растворах NaCl концентрацией 5-Ю"4 и 67-10~3 моль/л равны соответственно 2,2 и 0,4 мкм/с при постоянной напряженности электрического поля 100 В/м. Вязкость растворов 1,14-10~3 Па-с, относительная диэлектрическая проницаемость 82, температура 288 К.
35. Рассчитайте электрокинетический потенциал по экспериментальным данным электрофореза золя гидроксида кремния в растворах Cd(N03)2:
c0d(NO3)2' ммоль/л...... 0 1 3,6 15,0
Электрофоретическая подвижность и0 • 109, м2/(с • В) . ... 25 19 11 6,5
Относительная диэлектрическая проницаемость среды 80,1, вязкость ЬЮ-3 Па-с, дисперсная фаза перемещается к аноду. Постройте графическую зависимоссть ^-потенциала от концентрации Cd(N03)2. Объясните полученную зависимость.
36. Рассчитайте электрокинетический потенциал частиц золя Fe(OH)3 по данным электрофореза: внешняя э.д. с. 170 В, расстояние между электродами 0,45 м, смещение границы золя к катоду составило 12 мм за 30 мин. При температуре опыта, равной 298 К, вязкость дисперсионной (водной) среды 8,94-1О-4 Па-с и относительная диэлектрическая проницаемость 78,2.
37. Определите злектрокинетический потенциал на границе раздела фаз керамический фильтр — водный раствор KCl, если при протекании раствора под давлением 2-Ю4 Па потенциал течения равен 6,5-Ю-3 В. Удельная электропроводность среды 1,3- Ю-2 См • м-1, вязкость 10~3Па-с, относительная диэлектрическая проницаемость 80,1.
38. Рассчитайте потенциал течения, возникающий при продавлива-нии этилового спирта через мембрану из карбоната бария под давлением 9,81 -103 Па, если g-потенциал равен 54-Ю-3 В, удельная электро-
110
проводность среды 1,1-10—4 См-м-1, вязкость 1,2-Ю-3 Па-с, относительная диэлектрическая проницаемость 25.
39. Водный раствор ЫаС1 под давлением 4,9-104 Па проходит через кварцевую мембрану. Вычислите потенциал течения на границе мембрана— раствор, если ^-потенциал равен 0,04 В, удельная электропроводность среды 1-10—2 См-м-1, вязкость МО-3 Па-с, относительная диэлектрическая проницаемость 80,1.
40. Рассчитайте потенциал, возникающий при течении водного раствора через мембрану из полистирола под действием давления 2-104 Па, если известно, что при электроосмосе в этой дисперсной системе объемная скорость раствора равна 8-Ю-4 мл/с при силе тока 4-Ю-4 А.
41. Постройте графическую зависимость ^-потенциала на границе раздела стекло — водный раствор электролитов Са(М03)2, А1(Ж)3)3 и Тп(Г\Юз)4 от их концентрации:
сэл, моль/л . . . 3-Ю-7 3-10-6 1-Ю-4 1-Ю-2
^-потенциал, мВ,
для
Са(ЖЗз) ... —145 —120 —80 —33
А1(Ы03)з ... —115 —15 +55 +30
ТпСЫОзЬ - . . —90 +45 +140 +83
Объясните влияние заряда катионов на изменение ^-потенциала.
IV. ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ОПТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ
Из оптических методов исследования в коллоидной химии применяются те методы, с помощью которых можно проводить дисперсионный анализ, т. е. определять размер и форму частиц, удельную поверхность, концентрацию дисперсной фазы. К таким методам относятся световая и электронная микроскопия, методы, основанные на рассеянии лучей, двойном лучепреломлении и др.
Наиболее информативными, и поэтому широко используемыми методами определения дисперсности и формы частиц являются световая и электронная микроскопия. С помощью этих методов можно непосредственно наблюдать частицы и измерять их размеры. Нижний предел световой микроскопии составляет до 100 нм, электронной микроскопии— до 2—5 нм. Следует иметь в виду, что электронная микроскопия имеет существенный недостаток, а именно: она применима только для исследования сухих образцов и не может быть использоаана для наблюдения их, например, в жидких средах.
