Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Фролов Ю. Г. -> "Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии" -> 71

Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии - Фролов Ю. Г.

Фролов Ю. Г., Гродский А. С, Назаров В. В., Моргунов А. Ф., и др. Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии. Под редакцией Ю. Г. Фролова и А. С. Гродского — М.:«Химия», 1986. — 216 c.
Скачать (прямая ссылка): praktikum-colloid.djvu
Предыдущая << 1 .. 65 66 67 68 69 70 < 71 > 72 73 74 75 76 77 .. 97 >> Следующая

АН° - AG°
AS,. =
Г
4,46 — (—15,83) 293
= 0,039 кДж/(моль • К)
2. Постройте кривую кинетики набухания каучука в четыреххлористом углероде в координатах а — т по следующим экспериментальным данным:
Время набухания т, мин 5 30 90 150 210 240 270 300 Степень набухания ат 0,33 1,15 2,33 2,91 3,25 3,41 3,58 3,58
Определите графическим способом константу скорости набухания К-Решение. При ограниченном набухании полимеров степень набухания изменяется во времени в соответствии с уравнением
dax _
^х — А (амакс ат)
Интегрируя это уравнение, получаем:
In
¦Кх
амакс а1
Зависимость 1п [амакс/(амакс ат)] от т является линейной. Согласно исходным данным (Хмакс = 3,58. Рассчитываем данные для построения графика этой зависимости:
X, мин........
амакс
амакс ат амакс
5 1,1
30 1,47
90 2,86
150 5,34
210 240 10,85 21,06
In
0,097 0,387 1,052 1,676 2,38 3,047
амакс атг
Из графика (см. рис. 44) находим:
/С = 1й 9 = 0,012 мин-1
3. Постройте график зарисимости приведенного осмотического давления от концентрации раствора сополимера стирола и метакриловой кислоты в толуоле (7' = = 300 К) по следующим данным:
Концентрация раствора
с-Ю-3, г/м3 ......... 1,1 2,8 5,4 7,6
Осмотическое давление я, Па 9,8 37,3 106,4 187,4
По графической зависимости я/с = (с) определите относительную молекулярную массу М полимера и значение второго вириалыюго коэффициента А%.
Решение. Приведенное осмотическое давление растворов полимеров описывается уравнением (V. 6):
т = *г(-ж + Л2С + Лзс2)
156
(к/с)-Ю3,Па-м^г
25
150 200 г, пан
с-1Г%г/м5
Рис. 44. К определению константы скорости набухания каучука в четыреххлорисгом углероде.
Рис. 45. Зависимость приведенного осмотического давления от концентрации раствора полимера.
При малых концентрациях полимера в растворе коэффициент А3 равен нулю. Рассчитываем значения я/с и строим их зависимость от с (рис. 45):
с - 10~3, г/м3 ...... 1,1 2,8 5,4 7,6
(л/с) - 103, Па • м3/г . . . 8,91 13,32 19,70 24,66
Экстраполируя зависимость на значение с = 0, находим:
ЯТ
М
= 6,7 ¦ 10"
м== 8,31-300 72роо
6,7- 10"
Вириальный коэффициент А2 определяется по тангенсу >гла наклона полученной прямой:
2,5-10~6
А,
ЯТ
8,31 ¦ 300
1,003- 10 9 м3-моль/г2
Положительное значение второго вириального коэффициента указывает на хорошее термодинамическое сродство между полимером и данным растворителем.
ЗАДАЧИ
1. Напишите формулу мицеллы олеата натрия в водном растворе, если число агрегации равняется 60. Как изменится строение мицеллы при введении в раствор больших количеств ЫаС1?
2. Оцените поверхностную активность лаурилсульфата на границе раздела его водного раствора с воздухом, если известно, что при ККМ, равной 0,015 моль/л, поверхностное натяжение составляет 30 мДж/м2. Поверхностное натяжение воды примите равным 71,96 мДж/м2.
3. Рассчитайте теплоту мицеллообразования, а также стандартную-энергию Гиббса и энтропию процесса при 293 К, используя следующие значения ККМ для додецилсульфата натрия в растворах ЫаС1:
Т, К ............ 293
ККМ, ммоль/л
-'' в 0,01 М .растворе 1\[аС1 . . -5,13
^в 0,2 М" растворе N801 . . 0,76
Проанализируйте изменение термодинамических функций мицеллообразования и влияние электролита.
311 333
¦5,37 6,17 1Ъ 0,87 1,45
157
4. Полистирол с молекулярной массой 300 000 адсорбируется из толуольного раствора на углеродном адсорбенте, имеющем удельную поверхность 0,12 м2/г. Величина предельной адсорбции при образовании монослоя равна 0,033 г/кг. Рассчитайте площадь, приходящуюся на одну молекулу полистирола в плотном монослое, и число молекул на поверхности 1 кг адсорбента.
5. Используя уравнение Дебая, рассчитайте мицеллярную массу ПАВ и радиус мицелл в воде по следующим данным:
Концентрация раствора с, г/л 0,5 1,0 1,5 2,0 4,0 Мутность раствора т-109, см-1 1,70 2,68 3,54 3,85 5,09
Константу в уравнении Дебая примите равной Я = 3-10-п, плотность ПАВ 1140 г/см3, ККМ 0,1 г/л.
6. Рассчитайте радиус мицелл ПАВ в водной среде, считая их сферическими, по следующим данным: коэффициент диффузии мицелл при 313 К равен 0,69- Ю-11 м2/с, вязкость среды 8- Ю-4 Па-с.
7. Постройте изотерму поверхностного натяжения а = Д1пс) по результатам измерения поверхностного натяжения водных растворов додецилсульфата натрия С^НгБОЗОзЫа на границе с воздухом при 293 К:
с, о-Ю3. с, 0-103, с, о-Ю3.
ммоль/л Дж/м2 ммоль/л Дж/м2 ммоль/л Дж/м2
0,2 67,3 1,2 51,8 5,0 36,8
0,3 65,0 1,4 49,9 6,0 36,5
0,5 61,0 1,6 48,0 7,0 36,4
0,6 59,4 1,8 46,7 10,0 36,3
0,8 56,4 2,0 45,1 15,0 36,3
1,0 54,0 3.0 40,6
Объясните, какие процессы, происходящие на поверхности системы и в ее объеме, обусловливают появление точек перегиба на изотерме. Рассчитайте площадь, занимаемую одной молекулой ПАВ в монослое и ККМ.
8. Постройте кинетическую кривую набухания каучука в четырех-* хлористом углероде по следующим экспериментальным данным:
Время набухания т, мин 6 30 90 150 210 240 270 330 Степень набухания ах 0,33 1,15 2,33 2,91 3,25 3,41 3.58 3,58
Предыдущая << 1 .. 65 66 67 68 69 70 < 71 > 72 73 74 75 76 77 .. 97 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed