Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии - Фролов Ю. Г.
Скачать (прямая ссылка):
183
пластин в водном растворе КС1 от расстояния между поверхностями, изменяющегося от 5 до 150 нм. При расчете используйте следующие данные: температура 300 К, <р6 = 0,02 В, концентрация электролита 2-10~3 моль/л, диэлектрическая проницаемость среды 77,8.
23. Рассчитайте энергию электростатического отталкивания с7э двух плоскопараллельных пластин в водном растворе КД при расстояниях между поверхностями 5, 10, 20, 30 и 50 нм и постройте графическую зависимость <7э = /(/г). Потенциал диффузного слоя <рб = 3-10-2 В, концентрация раствора электролита с0 = 1 ммоль/л, температура раствора 293 К, диэлектрическая проницаемость среды 80,1.
24. Рассчитайте и постройте графическую зависимость энергии электростатического отталкивания двух плоскопараллельных пластин от концентрации ЫаС1 в водном растворе, изменяющейся от 1 до 10 ммоль/л. При расчете примите расстояние между пластинами 20 нм; потенциал диффузного слоя ф6 = 3-10-2 В; температура 298 К, диэлектрическая проницаемость, среды 78,2.
25. Рассчитайте энергию отталкивания 11э сферических частиц диоксида кремния диаметром 20 нм в водных растворах ЫаС1 при расстояниях между поверхностями частиц 1, 2, 5, 10 и 15 нм. Постройте график зависимости с7э = /(/г) при концентрациях электролита в растворе С1=^=5-10-4 и с2 = 5-10-2 моль/л. Примите равными потенциал диффузного слоя ф6 = 4-10-2 В, температуру раствора 293 К, диэлектрическую проницаемость 80,1.
26. Постройте график энергии взаимодействия плоскопараллельных пластин большой толщины в водном растворе одно-одновалентного электролита по следующим данным: потенциал диффузного слоя срв = = 1 -10-2 В, с0=1 ммоль/л, константа, Гамакера А* = 1,25-Ю-20 Дж, диэлектрическая проницаемость среды 80,1. Значения энергии взаимодействия рассчитайте для расстояний между поверхностями пластин 5, 10, 20, 30 и 50 нм при 293 К-
27. Постройте потенциальную кривую взаимодействия двух плоскопараллельных пластин, находящихся в водном растворе одно-одновалентного электролита, при значении потенциала диффузного слоя ср6 = = 0,02 В. Рассчитайте суммарную энергию взаимодействия и = ?УЭ + + им при расстояниях между поверхностями пластин, равных 5, 10, 20, 30 и 50 нм, используя следующие данные: константа Гамакера А* = = 5-10~20 Дж, концентрация электролита 9-Ю-4 моль/л, температура 273 К, диэлектрическая проницаемость среды 87,8.
28. Рассчитайте суммарную энергию взаимодействия (?/ = ?/э + -4- II„) двух пластин, находящихся в водном растворе ЫаС1 концентрации 4 ммоль/л, при расстояниях между их поверхностями 5, 10, 15, 30 и 60 нм. Используйте следующие данные: ср6 = 0,03 В, константа Гамакера А* = 3,5-Ю-20 Дж, температура 300 К, диэлектрическая проницаемость 77,8. По полученным данным постройте график зависимости и = Цп).
29. Рассчитайте и постройте потенциальную кривую взаимодействия сферических частиц диаметром 200 нм в водном растворе ЫаС1 по следующим данным: потенциал <р6 = 20 мВ, константа Гамакера А* == = 0,5-Ю-19 Дж, параметр х = 1-Ю8 м-1 и температура 293 К. Значения суммарной энергии взаимодействия частиц определите при расстояниях между поверхностями 2, 5, 10, 20 и 40 нм.
184
30. При исследовании коагуляции полистирольного латекса получены следующие значения порогов коагуляции:
Электролит . . . ШС! СаС12 А1С13 Порог коагуляции,
моль/л..... 0,4'? 8.8-1°~3 6-Ю-4
Рассчитайте соотношение порогов коагуляции и сопоставьте его с соотношением, получаемым в соответствии с правилом Дерягина—• Ландау.
СЗ^ Порог коагуляции отрицательно заряженного гидрозоля Аэ^з под действием КС1 равен 4,9-Ю-2 моль/л. С помощью правил Шуль-це—Гарди и Дерягина — Ландау для этого золя рассчитайте пороги коагуляции, вызываемой следующими электролитами: К2504, М§С12, М§504, А1С13 и А12(504)3.
32. Порог коагуляции положительно заряженного гидрозоля Ре(ОН)3 под действием электролита №С1 равен 9,25 ммоль/л. С помощью правил Шульце—Гарди и Дерягина — Ландау для этого золя рассчитайте пороги коагуляции, вызываемой следующими электролитами: КЖ>з, ВаС12, К2504, МёБ04, К2Сг207.
33. Порог коагуляции гидрозоля металлического золота, вызываемой ЫаС1, равен 24 ммоль/л, а К2504—11,5 ммоль/л. Используя правила Шульце — Гарди и Дерягина — Ландау, определите знак заряда золя и рассчитайте порог коагуляции для следующих электролитов: СаС12, МеБ04, А12(504)з, А1С13> ТЬ(Ж)3)4.
VII. СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ
Разбавленные агрегативно устойчивые дисперсные системы не образуют пространственной сетки из частиц дисперсной фазы (структуры), и поэтому их реологические свойства близки или подобны свойствам дисперсионной среды. Зависимость вязкости таких систем от концентрации дисперсной фазы описывается уравнением Эйнштейна:
т) = т)о ( 1 + ИФ) или Чуд = —-— = аф (VII. 1)
Чо
где т)о — вязкость дисперсионной среды; ф — объемная доля дисперсной фазы; а — коэффициент формы частиц (для сферических частиц а = 2,5); т)уд — удельная вязкость.
Уравнение Эйнштейна соблюдается для дисперсных систем, течение которых подчиняется закону Ньютона (ньютоновские жидкости):
