Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Фролов Ю. Г. -> "Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии" -> 82

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 .. 76 77 78 79 80 81 < 82 > 83 84 85 86 87 88 .. 97 >> Следующая

15. Как классифицируют эмульсии? Какие вещества используют в качестве стабилизаторов прямых и обратных эмульсий?
16. В чем заключаются особенности стабилизации пен? Какими параметрами характеризуют устойчивость пен?
17. Как классифицируют аэрозоли? В чем причины принципиальной агрегативной неустойчивости этих систем?
18. Приведите примеры практического использования суспензий, лиозолей, эмульсий, пен и аэрозолей.
ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
1. Экспериментально получена зависимость общего числа частиц гидрозоля золота в 1 к! от времени коагуляции т, вызванной электролитом МаС1:
Вязкость среды т) = 1-Ю3 Па-с, температура 293 К.
Покажите применимость уравнения Смолуховского для описания кинетики коагуляции данного золя. Рассчитайте время половинной коагуляции 0 и константу скорости быстрой коагуляции Кб- Сравните значение константы скорости быстрой коагуляции, рассчитанной теоретически, с экспериментальной величиной.
т, с.......
г2 • Ю-14, част./м3
0 125 250 375 425 20,2 8,08 5,05 3,67 3,31
179
7 Б Б 4
З .2

у/
/ У X /
хХ - / X -у
1 1 1
и-тго,дж
— \
-
- V І -1
10 20~~~~ ~—ЗО-ким-<
-/
- і
О 100 200 300 400-с.С
Рис. 54. К определению времени половинной коагуляции 9 золя.
Рис. 55. Зависимость энергии электростатического отталкивания ?/э, энергии молекулярного притяжения иа и суммарной энергии 1} взаимодействия частиц от расстояния между ними.
Решение. Кинетика изменения общего числа частиц у^ в теории Смолуховского представлена уравнением (VI. 2):
где время половинной коагуляции
2 1 + Т/Є 1
4кТ
Хб Зт|
Уравнение Смолуховского можно представить в виде
1 + 1-'
Рассчитываем значения Уа/У-? при различном времени коагуляции:
т, с
0 125 250 375 425
1 2,5 4,0 5,5 6,1
Строим график зависимости у^/у^ от х (Рис- 54). Как следует из графика, экспериментальные данные соответствуют линейной зависимости, что указывает иа применимость уравнения Смолуховского. Из графика находим:
) = <^ а =
375
Тогда
глэксп
А 6
1
5,5-1
• = 83,33 с
20,2 • 10'4 • 83,33
= 5,94 • 10 18 м3/с
4- 1,38- 10
3- 10"
1^ = 5,39- 10-»
м3/с
Значения констант К|ксп и Кб6°р близки, следовательно, коагуляция гидрозоля золота является быстрой.
180
2. Рассчитайте и постройте потенциальную кривую взаимодействия сферических частиц диаметром 200 им в водном растворе N301, если потенциал ц>а — 20 мВ, константа Гамакера А"" = 0,5- Ю-19 Дж, параметр к — ЫО8 м-1 и температура 293 К-Значения суммарной энергии взаимодействия частиц определите при расстояниях между их поверхностями К = 2, 5, 10, 20 и 40 нм.
Решение, Согласно теории устойчивости ДЛФО для слабозаряженных поверхностей и малых расстояний п (Н ^ 50 нм) суммарная энергия взаимодействия между двумя частицами радиусом г рассчитывается 8по уравнению
,/ > '"\
и = ?4 + = 2яе0^ф|)1п (1 + е~*н) ~ ~ У
где иэ — энергия электростатического отталкивания частиц; См — энергия их молекулярного притяжения; 8о — электрическая постоянная; е — относительная диэлектрическая проницаемость среды.
Находим значение и при 1г = 2 нм;
иэ = 2- 3,14 • 8,85 • Ю-12 (.81 -'| • 10~7 • (2 • 10"2)2 • 1п (1 + е-0,2) = 10,77 • Ю-20 Дж
им = _ 0-5-10"19-'-,;0"7 = - 20,83 • 10-» Дж 12-2-10 ^
и = 10,77 • 10~20 — 20,83 • 10~20 = — 10,06 - 10~20 Дж
Аналогично рассчитываем энергию взаимодействия частиц при дру« гих расстояниях /г:
h, нм к h 1п 0 +e~Kh) иэ.ю20, Дж Ум-Ю20. Дж U-1020. Дж
5 0,5 0,606 0,474 8,54 —8,33 0,21
10 1,0 0,368 0,313 5,64 —4,16 1,48
20 2,0 0,135 0,126 2,28 —2,08 0,20
40 4,0 0,018 0,018 0,32 — 1,04 —0,72
По данным приведенных расчетов строят график зависимостей 1)э, Uм, U от h (рис. 55).
ЗАДАЧИ С&^ь "А ^
I. Золь Agi получен при добавлении 8 мл водного раствора KI концентрацией 0,05 моль/л к 10 мл водного раствора AgN03 концентрацией 0,02 моль/л. Напишите формулу мицеллы образовавшегося золя. Как заряжена частица золя? Каким методом можно определить этот заряд?
2. Золь гидроксида железа(III) получен при добавлении к 85 мл кипящей\,дистиллированной воды 15 мл 2 %-ного раствора хлорида железа(III). Напишите формулу мицелл золя Fe(OH)3, учитывая, что при образовании частиц гидроксида железа(III) в растворе присутствуют следующие ионы Fe3+, Cl-. Как заряжены частицы золя?
3. В воздухе, содержащем пары воды, образуется туман при температуре 269 К, когда коэффициент пересыщения становится равным 3,71. Рассчитайте критический размер ядер конденсации и число молекул, содержащихся в них. Поверхностное натяжение воды 76,4 мДж/м2, плотность воды 1 г/см3.
4. Рассчитайте концентрацию силиката натрия, находящегося в растворенном состоянии в равновесии с аморфными частицами (удельная поверхность частиц 3-Ю5 м2/кг) гидрозоля кремнезема при 298 К- Растворимость кремнезема в равновесии с макрофазой при этой же температуре составляет 0,015% (масс). Плотность частиц Si02 равна
181
2,2 г/см3, поверхностное натяжение на границе кремнезема с раство-
iWРассчитайте энергию Гиббса образования зародыша критического раМера в пересыщенном растворе кремниевой кислоты," полученной из водного раствора силиката натрия с помощью ионного обмена. Поверхностное натяжение на границе кремнезема с водой примите равным 45 мДж/м2. Коэффициент пересыщения раствора равен 3. Плотность частиц 1,8 г/см3.
Предыдущая << 1 .. 76 77 78 79 80 81 < 82 > 83 84 85 86 87 88 .. 97 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed