Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии - Фролов Ю. Г.
Скачать (прямая ссылка):
1,5 %-ный (масс.) раствор полимера, например желатины. 0,01 М раствор электролита, например хлорида калия.
Часть 1. Исследование влияния концентрации ПАВ на давление в пенных каналах
Из исходного раствора пенообразователя готовят растворы (по 20 мл) концентрации [в % (об.)]: 0,5, 0,25, 0,125, 0,0625 и определяют их поверхностное натяжение (методика измерения приведена в работе 1).
Из приготовленных растворов ПАВ получают пены. Для этого часть раствора ПАВ наливают в пеногенератор, который подсоединяют к водоструйному насосу, и барботируют через раствор воздух. Полученные пены помещают поочередно в стеклянную кювету и определяют среднее значение диаметра ячеек пен d (как отношение длины кюветы к числу ячеек пены, укладывающихся по длине кюветы).
Из растворов ПАВ снова готовят пены и для каждой из них измеряют равновесное давление в каналах Плато — Гиббса р„ по методике, приведенной выше.
Таблица VI. 5. Экспериментальные и расчетные данные исследования пен
Концентрация пенообразователя, СПАВ* % (об.) Поверхностное натяжение G, мДж/м2 d, м Давление, Па R. м
Ро р
177
Экспериментально определенное давление в пенных каналах ра можно представить как разность избыточного давления в каналах Плато — Гиббса и в пузырьке:
где Я — радиус кривизны пенных каналов.
Зная ра и й, рассчитывают радиус кривизны каналов Плато — Гиббса К. Полученные данные записывают в таблицу (см. табл. VI. 5). Строят графики зависимостей 0 = /(спав) и р0 = /(сПАв) и анализируют полученные результаты.
Часть 2. Исследование влияния электролита на давление в пенных каналах
Готовят растворы пенообразователя (по 20 мл), как указано в части 1 работы, и добавляют к ним по 2 мл 0,01 М раствора КС1. Определяют поверхностное натяжение полученных растворов.
Находят среднее значение диаметра ячейки пены й и давление в пенных каналах ра для всех приготовленных растворов (методика измерений описана выше). По уравнению (VI. 17) рассчитывают радиус пенных каналов Я. Экспериментальные и расчетные данные записывают в таблицу, аналогичную табл. (VI. 5). Строят графики зависимостей о = /(спав) и ра — /(спав) и анализируют полученные результаты.
Часть 3. Исследование влияния высокомолекулярных веществ на давление в пенных каналах
Готовят растворы пенообразователя (по 20 мл), как указано выше, и в них добавляют по 0,2 мл 1,5 %-ного (масс.) раствора желатины. Растворы тщательно перемешивают и определяют их поверхностное натяжение.
Находят средний диаметр ячеек пены й и давление в пенных каналах ра по уравнению (VI.lt). Рассчитывают радиус каналов Плато — Гиббса К. Экспериментальные и расчетные данные записывают в таблицу, аналогичную табл. VI. 5. Строят графики зависимостей а~ — /(спав) и Ро- = /(спав) и анализируют полученные результаты.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1} Назовите виды устойчивости дисперсных систем в соответствии с" классификацией Пескова. В чем заключается различие между лио-фильными и лиофобными коллоидными системами?
2. Чем обусловлена агрегативная неустойчивость лиофобных дисперсных систем? Какие процессы самопроизвольно происходят в этих системах?
3. Какими методами получают лиофобные дисперсные системы? Приведите примеры.
(VI. 17)
178
4. На что затрачивается работа при дроблении и измельчении материалов? Каким образом можно уменьшить работу измельчения и повысить дисперсность измельчаемого материала?
5 Чем отличаются процессы гомогенной и гетерогенной конденсации" и каковы причины возникновения метастабильного состояния в пе-ресьшгенных системах?
(у/Чем определяется критический радиус зародыша новой фазы? Как можно регулировать размеры частиц лиофобных дисперсных систем, получаемых методом конденсации?
7. Какой процесс называют коагуляцией? Чем завершается процесс коагуляции? Какими способами можно вызвать коагуляцию лиофобной коллоидной системы?
8. Что называют быстрой и медленной коагуляцией? Какова взаимосвязь между скоростью коагуляции и видом потенциальной кривой взаимодействия частиц?
9. Какие параметры дисперсной системы влияют на скорость коагуляции частиц в соответствии с теорией Смолуховского? Чем отличаются константы скорости быстрой и медленной коагуляции?
10. Каково различие между нейтрализационной и концентрационной коагуляцией лиофобных золей электролитами? Как влияет заряд коагулирующего иона на порог быстрой коагуляции?
11. Действием каких факторов обеспечивается агрегативная устойчивость лиофобных дисперсных систем? Какие вещества используют в к^естве стабилизаторов этих систем?
Ч^) Что такое расклинивающее давление и каковы причины его возникновения? Назовите составляющие расклинивающего давления.
13. Какие составляющие расклинивающего давления рассматривает теория устойчивости ДЛФО? Приведите примеры потенциальных кривых взаимодействия между частицами для дисперсных систем с различной степенью устойчивости. Каковы особенности коагуляции частиц в первом и вторичном энергетических минимумах в соответствии с теорией ДЛФО?
14. В чем заключается сходство и различие суспензий и лиозолей?
