Рабочая программа по коллоидной химии.

Введение.

Коллоидная химия – это важная самостоятельная область химической науки, изучающая свойства систем, находящихся в мелко раздробленном состоянии, а также явления, происходящие на поверхностях контакта частиц этих систем с окружающей средой. «коллоидная химия – это физикохимия дисперсных систем и поверхностных явлений.» (П.А.Ребиндер). Коллоидная химия является междисциплинарной наукой, синтезирующей знания из смежных разделов химии, физики, биологии и других естественных наук.

Изучение коллоидной химии осуществляется в течение одного семестра и предусматривает слушание лекционного курса, выполнение лабораторного практикума, а также самостоятельную работу.

 

Важным этапом самостоятельной работы студента при изучении коллоидной химии является выполнение контрольной работы. Зачтенная преподавателем контрольная работа служит основанием для допуска к сдаче зачета по теоретическому курсу. Контрольная работа содержит три теоретических вопроса и пять задач, номера которых для каждого варианта указаны в таблице № 1.

При оформлении контрольной работы следует придерживаться следующих правил:

- условия задач и формулировки теоретических вопросов должны быть переписаны в тетрадь полностью;

- решения задач должны содержать краткие объяснения и комментарии к выполненным арифметическим действиям, ссылки на использованные при решении законы и правила;

- все величины должны быть выражены в единицах международной системы (СИ);

- на каждой странице необходимо оставлять поля (1/3 страницы) для замечаний рецензента;

- в конце работы должен быть приведен список использованной литературы.

Оформленную контрольную работу следует направить на кафедру химии или в деканат заочного факультета не позже чем за месяц до начала сессии. Если контрольная работа не была зачтена преподавателем, необходимо исправить допущенные ошибки и сдать работу на повторное рецензирование.

 

 

Рабочая программа по коллоидной химии.

Введение. Характеристика дисперсных систем.

Предмет и содержание курса коллоидной химии. Отличительные признаки дисперсных систем: гетерогенность и дисперсность. Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсной среды, а также по размеру частиц дисперсной фазы. Лиофильные и лиофобные системы.

[ 1 ] с. 10-29

[ 2 ] с. 18-21

 

Термодинамика поверхностных явлений.

Граница раздела фаз, ее силовое поле. Удельная свободная поверхностная энергия и поверхностное натяжение как характеристики этого поля. Термодинамические основы поверхностных явлений.

[ 1 ] с. 30-45

[ 2 ] с. 19-31

 

Основные закономерности адсорбции.

Адсорбция как поверхностное явление. Причины и виды адсорбции. Физическая и химическая адсорбция. Фундаментальное уравнение адсорбции Гиббса. Эмпирические уравнения Генри и Фрейндлиха. Теория мономолекулярной адсорбции Ленгмюра. Теория полимолекулярной адсорбции Поляни. Теория БЭТ.

[ 1 ] с. 60-75

[ 2 ] с. 19-31

 

Адсорбция на границе раздела жидкость- газ.

Особенности адсорбции на границе жидкости с газовой средой. Поверхностно-активные и поверхностно-инактивные вещества. Особенности строения молекул поверхностно-активных веществ (ПАВ) и их ориентация на межфазной поверхности. Связь между поверхностным натяжением, концентрации растворенного вещества и адсорбцией. Уравнение Шишковского. Поверхностная активность. Связь уравнений Ленгмюра и Шишковского. Влияние на адсорбцию строения и размеров молекул ПАВ. Правило Дюкло – Траубе.

[ 1 ] с. 75-89

 

Адсорбция на твердых поверхностях.

Особенности адсорбции на поверхности твердых тел. Адсорбция газов на твердых поверхностях. Адсорбция жидкостей. Правило уравнивания полярности Ребиндера. Особенности адсорбции ионов из растворов на твердой поверхности. Правило Фаянса-Панета. Ионообменная адсорбция. Применение адсорбционных процессов в промышленности и экологии.

[ 1 ] с. 89-106

 

Электрические свойства дисперсных систем.

Электрокинетические явления в дисперсных системах: электрофорез, электроосмос, потенциалы седиментации и протекания. Механизмы образования и строение двойного электрического слоя на границе раздела фаз. Электрокинетический потенциал. Мицеллообразование в дисперсных системах, строение мицеллы. Влияние электролитов на электрический потенциал. Специфическая адсорбция, перезарядка поверхности, изоэлектрическое состояние. Уравнение Гельмгольца-Смолуховского. Практическое использование электрокинетических явлений.

[ 1 ] с. 106-121

[ 3 ] с. 169-174

 

Оптические свойства дисперсных систем.

Классификация явлений, наблюдаемых при прохождении света через дисперсную систему. Рассеяние и поглощение света. Опалесценция и флуоресценция. Уравнения Релея и Ламберта-Бера, их анализ. Оптические методы определения размеров частиц золя и исследования свойств дисперсных систем: турбидиметрия, нефелометрия, ультрамикроскопия.

[ 1 ] c. 122-131, 211-222

 

Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем.

Причины молекулярно-кинетических явлений. Броуновское движение и диффузия в коллоидных системах. Теория броуновского движения по Эйнштейну-Смолуховскому. Диффузия, закон Фика. Уравнение Эйнштейна. Осмотические явления в коллоидных системах, их роль в биологических процессах.

Седиментация в дисперсных системах. Седиментационнно-диффузное равновесие Перрена-Больцмана. Скорость седиментации. Седиментационный анализ. Центрифуга и ее применение в дисперсном анализе.

[ 1 ] с. 131-143

 

Устойчивость дисперсных систем.

Агрегативная и седиментационная устойчивость дисперсных систем. Процессы, нарушающие агрегативную устойчивость: коагуляция, коалесценция. Кинетика быстрой и медленной коагуляции. Расклинивающее давление по Дерягину. Современная теория коагуляции лиофобных золей электролитами (теория ДЛФО). Правила Шульце-Гарди. Коагуляция электролитами, ее основные закономерности.

[ 1 ] с. 143-170

 

Получение и очистка дисперсных систем.

Классификация способов получения дисперсных систем. Методы диспергирования, их характеристика. Конденсационные методы получения дисперсных систем. Метод пептизации, его сущность. Очистка коллоидных систем: диализ, электродиализ, ультрафильтрация, обратный осмос. Мембранная технология и ее применение в промышленности.

[ 1 ] с. 190-208

Особенности отдельных представителей дисперсных систем.

11.1 Системы с жидкой дисперсной средой.

Суспензии и золи, их сходство и различия. Устойчивость и коагуляция золей в технологических процессах и в природе, использование в процессах водоочистки. Пасты как структурированные системы.

Эмульсии прямые и обратные. Способность к самопроизвольному образованию. Стабилизаторы эмульсий. Обращение фаз в эмульсиях. Значение эмульсий для жизнедеятельности живых организмов. Применение эмульсий. Деэмульгирование.

Пены. Строение, свойства и особенности пен. Устойчивость пен. Методы разрушения. Получение и применение пен.

 

11.2 Системы с газообразной дисперсионной средой.

Аэрозоли. Образование, особенности строения, свойства. Практическое значение аэрозолей. Аэрозоли и охрана окружающей среды. Методы разрушения и улавливания аэрозолей. Борьба с загрязнением атмосферы.

Твердые пены.

[ 1 ] с. 209-266

 

Коллоидные поверхностно-активные вещества (ПАВ).

Особенности и классификация коллоидных ПАВ. Примеры природных и синтетических ПАВ. Критическая концентрация мицеллообразования, ее определение. Механизм моющего действия. Мицеллообразование и солюбилизация. Применение коллоидных ПАВ.

[ 1 ] с. 297-312

 

 

Коллоидная химия высокомолекулярных соединений (ВМС).

Особенности строения молекул ВМС. Свойства растворов ВМС. Зависимость вязкости растворов ВМС от концентрации. Определение вязкости растворов ВМС. Уравнение Марка-Хаувинка. Важнейшие природные и синтетические ВМС.

[ 1 ] с. 266-297

 

 

Литература.

1. Зимон А.Д., Лещенко Н.Ф. Коллоидная химия.: Учебник для вузов. –М.:АГАР, 201.-320с.

2. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. – Л.: Химия, 1984.-368с.

3. Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии. –М.: Химия, 1975.-512с.

4. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. –М.: Химия, 1982;2изд. 1989.-463с.

 

Вопросы.

 

1. Растворы. Теория растворов, роль учения Д.И. Менделеева. Способы выражения концентрации растворов. Как приготовить однонормальный раствор хлористого кальция? Децимолярный раствор серной кислоты?

2. Идеальные растворы жидкостей в жидкостях. Закон Рауля. Графическая зависимость общего и парциальных давления от состава смеси. Отклонения от закона Рауля, причины.

3. Дайте анализ диаграмм: состав – давление пара и состав – температура кипения. Сформулируйте первый закон Коновалова и покажите на изображенной Вами диаграмме, что пар, по сравнению с жидкостью, обогащен более летучим компонентом. Рассмотрите применение правила рычага к диаграмме состав – давление пара.

4. Изобразите диаграмму состояния неограниченно смешивающихся жидкостей, имеющих максимум или минимум на кривой температур кипения. Назовите линии и поля, имеющиеся на диаграмме. Дайте формулировку второго закона Коновалова. Что называется азиотропной смесью? Почему азеотроп не может быть разделен обычными методами перегонки?

5. Приведите теоретическое обоснование принципа простой и фракционной перегонки. Ректификационная колонна. Применение перегонки в технологии получения декарота.

6. Понижение давления пара над растворами нелетучих веществ. Закон Рауля. Приведите графическую зависимость упругости пара растворителя от температуры над чистым растворителем и раствором, и покажите, на ней какие следствия вытекают от закона Рауля. Какие растворы подчиняются закону Рауля?

7. Почему раствор кипит при более высокой температуре, чем чистый растворитель? Каков физический смысл эбуллиоскопической постоянной? Приведите уравнение, позволяющее рассчитать эбуллиоскопическую постоянную. Эбуллиоскопический метод определения молярной массы растворенного вещества.

8. Покажите (графически), что раствор замерзает при более низкой температуре, чем чистый растворитель. Какова зависимость Т_зам., от концентрации? Каков физический смысл криоскопической постоянной, как ее рассчитать? Криоскопический метод определения молекулярной массы растворенного вещества.

9. Что называется осмотическим давлением, как его можно измерить и каким закономерностям оно подчиняется в разбавленных растворах неэлектролитов и электролитов?

10. Приведите анализ диаграммы состояния ограниченно смешивающихся жидкостей с верхней критической температурой растворения. Как определяется состав равновесных фаз по диаграмме? Приведите другие типы диаграмм ограниченно растворимых жидкостей.

11. Дайте анализ диаграммы с нижней критической температурой растворения. Укажите, какие поля имеются на диаграмме? Как определяется состав равновесных фаз? Как рассчитать число степеней свободы для гетерогенной и гомогенной областей.

12. Сформулируйте закон распределения и рассмотрите причины отклонения от него. Коэффициент распределения, его практическое применение в технологии приготовления экстрактов.

13. В чем заключается процесс экстрагирования, его теоретическая основа? Каким требованиям должен удовлетворять экстрагирующий растворитель? Как следует вести процесс экстрагирования, чтобы достигнуть полноты извлечения экстрагирующего вещества? Выведите уравнение для процесса однократной и дробной экстракций.

14. проводники 1-го и 2-го рода. Приведите примеры. Дайте объяснение механизма переноса электрического тока в растворах электролитов.

15. Электропроводность растворов электролитов. Удельная т эквивалентная электропроводность. Рассмотрите простейшее устройство для измерения электропроводности.

16. Электрическая диссоциация неводных растворов. Особенности электропроводности в этих растворах.

17. Как устроен электрод второго рода? Привести примеры. Показать, что электроды второго рода обратимы относительно катиона и аниона одновременно.

18. Как устроен стандартный водородный электрод? Чему равен потенциал стандартного водородного электрода? Что называется стандартным потенциалом данного электрода по водородной шкале? Напишите, какую цепь надо составить для того, чтобы измерить стандартный потенциал по водороду: а) цинка, б) свинца, в) серебра? Каковы недостатки стандартного водородного электрода, как электрода сравнения? Какими электродами обычно пользуются в качестве электродов сравнения?

19. Какие электроды относятся к окислительно-восстановительным электродам? Приведите примеры окислительно-восстановительных электродов. Напишите выражение для потенциалов, приведенных Вами окислительно-восстановительных электродов. От чего зависит, в общем случае, потенциал окислительно-восстановительного электрода?

20. Типы окислительно-восстановительных систем. Окислительно-восстановительные потенциалы и электроды. Стандартный окислительно-восстановительный потенциал. Окислительно-восстановительные системы 1 и 2 групп.

21. Какие гальванические элементы называются химическими? За счет чего получается электрическая энергия в гальваническом элементе? Напишите уравнение реакции, протекающий в работающем гальваническом элементе Даниэля-Якоби. Напишите уравнение электродных процессов в том же элементе. Как связаны между собой электродвижущая сила гальванического элемента и значение потенциалов электродов, входящих в его состав?

22. Как связаны между собой изменение энергии Гиббса в токообразующем процессе и электродвижущая сила (ЭДС) соответствующего гальванического элемента? Как связаны между собой константа химического равновесия токообразующего процесса и ЭДС гальванического элемента?

23. Какие элементы называются концентрационными? Какие типы концентрационных элементов Вы знаете? Приведите примеры. За счет чего получается электрическая энергия в концентрационных элементах? Напишите уравнение для электродвижущей силы концентрационного элемента.

24. Почему, измеряя электрическую величину – ЭДС гальванического элемента, не можем судить о концентрации ионов водорода в растворе? Какие индикаторные водородные электроды Вы знаете? Привести примеры. Каким основным требованием должен удовлетворять индикаторный водородный электрод?

25. Как должна быть составлена гальваническая цепь для потенциометрического измерения рН раствора?

26. Сущность потенциометрического титрования. В каких случаях потенциометрическое титрование имеет преимущества перед титрованием о применении цветных индикаторов? Какие электроды нужны для потенциометрического титрования раствора кислоты или основания? Дать развернутый ответ, написать гальваническую цепь. Применение в фармации.

27. Как будет меняться ЭДС гальванического элемента, состоящего из водородного индикаторного электрода и электрода сравнения, по мере нейтрализации раствора, в котором находится индикаторный электрод? Как определяется положение эквивалентной точки титрования по кривым потенциометрического титрования? Какие приборы используются при потенциометрическом титровании? Что они собой представляют и по какой схеме работают.

28. Нарисуйте и объясните ход кривой потенциометрического титрования. Почему вблизи точки эквивалентности происходит резкое изменение индикаторного электрода, погруженного в титруемый раствор? От каких факторов зависит влияние скачка при потенциометрическом титровании?

29. В чем заключается принцип выбора индикаторных электродов для потенциометрического титрования? Какие электроды можно использовать в качестве индикаторных при потенциометрическом титровании кислот и оснований?

30. Свободная поверхностная энергия и поверхностное натяжение, факторы, влияющие на поверхностное натяжение. Методы измерения поверхностного натяжения.

31.Поверхностная активность, ее физический смысл. Определение поверхностной активности. Правило Дюкло-Траубе, границы его применения. Приведите несколько гомологических рядов, для которых соблюдается правило.

32.Приведите график, показывающий зависимость адсорбции газа твердым телом от давления, и проанализируйте его. Приведите уравнения, выражающие зависимость адсорбции от давления.

33.Молекулярная адсорбция из растворов. Теория мономолекулярной адсорбции Ленгмюра и теория полимолекулярной адсорбции.

34. Адсорбционное уравнение Ленгмюра, его анализ, условия применения. Уравнение Фрейндлиха. Покажите, есть ли связь между электрическим уравнением Фрейндлиха и уравнением Ленгмюра?

35.В чем состоит сущность графического метода определения констант в уравнении Фрейндлиха и в уравнении Ленгмюра? Физический смысл этих констант.

36.Адсорбция электролитов. Объясните на приборах правило адсорбции ионов на кристалле (правило Панета-Фаянса-Пескова). Влияние валентности и радиуса ионов на их адсорбционную способность.

37. Что такое обменная адсорбция? В чем заключается ее практическое применение? Катиониты и аниониты, их действие.

38. На чем основана хроматография? Виды хроматографии.

39. Гидрофильные и гидрофобные адсорбенты. Красный угол смачивания. Адсорбция ПАВ из растворов на гидрофобных и гидрофильных адсорбентах. Влияние природы растворителя и адсорбента.

40. Охарактеризуйте предмет коллоидной химии, ее значение. Рассмотрите основные понятия коллоидной химии: дисперсная система, дисперсная фаза, дисперсная среда. Приведите примеры дисперсных систем и укажите, что в них является дисперсионной средой и дисперсной фазой.

41. Рассмотрите классификацию дисперсных систем: по степени дисперсности, по агрегатному состоянию дисперсной фазы дисперсионной среды, по межфазному взаимодействию между частицами дисперсной фазы. Приведите примеры.

42. Приведите основные признаки коллоидных систем и укажите отличия коллоидных растворов от истинных и грубодисперсных систем.

43. Опишите получение коллоидных систем методами диспергирования. Приведите примеры. Рассмотрите устройство паровой и коллоидной мельниц.

44. Опишите получение коллоидных систем методом конденсации (физическая, химическая). Приведите примеры.

45. рассмотрите получение коллоидных систем методом пептизации. Приведите примеры.

46. Рассмотрите строение коллоидной мицеллы. Назовите ее основные части, приведите примеры (3-4 мицеллы).

47. Какова природа броуновского движения дисперсных частиц? Какой величиной характеризуется интенсивность броуновского движения? Какая связь между броуновским движением и диффузией?

48. В чем заключается явление диффузии в коллоидных системах? Что такое коэффициент диффузии, как можно его определить? Объясните практическое значение коэффициента диффузии для характеристики коллоидных систем.

49. Охарактеризуйте осмотическое давление в коллоидных системах. Объясните, почему оно для них надо.

50. Механизм возникновения электрического заряда коллоидных частиц. Укажите особенности и приведите классификацию коллоидных поверхностно – активных веществ (ПАВ). приведите примеры анион – катионактивных коллоидных ПАВ.

 

51. Объясните механизм моющего действия коллоидных ПАВ. что такое солюбилизация?

Что такое критическая концентрация мицеллообразования коллоидных ПАВ?

Охарактеризуйте значение и применение коллоидных ПАВ.

 

52 Охарактеризуйте методы очистки воды от присутствующих в ней загрязнений (коагуляция, флокуляция, фильтрование, ультрафильтрация, центрифугирование, адсорбция и др.).

.

53. Основные закономерности коагуляции под действием электролитов. Порог коагуляции.

54. Физическая теория устойчивости и коагуляции золей электролитами.

55. Особые случаи коагуляции (чередование зон устойчивости, совместное действие электролитов, взаимная коагуляция).

56. Эмульсии (классификация, свойства, способы получения и разрушения). Эмульгаторы, механизм действия.

57. Суспензии, порошки. Свойства, получение, применение в фармации. Стабилизация суспензий ПАВ.

58. Аэрозоли и пены. Свойства, получение, разрушение, применение в фармации.

59. Структурно-механические свойства дисперсных систем. Вязкость. Зависимость вязкости коллоидных систем от концентрации дисперсной фазы. Вискозиметрия. Структурированные системы.

60. Объясните механизм растворения ВМС. Приведите теории растворов ВМС. Перечислите коллоидные признаки растворов ВМС.

61. Опишите особенности набухания ВМС. Что такое степень набухания, теплота набухания, давление набухания?

62. Какими методами можно определить молекулярную массу ВМС? Опишите эти методы.

63. Какие факторы влияют на устойчивость растворов ВМС? Рассмотрите нарушение устойчивости растворов ВМС.

64. Объясните, что такое полиэлектролиты? Как влияет рН раствора на форму молекул полиэлектролита? На примере молекулы белка объясните, что такое изоэлектрическая точка и как ее можно определить. Опишите свойства белка в изоэлектрической точке.

65. Сравните свойства гелей и студней. Рассмотрите влияние различных факторов на процесс застудневания.

66. Опишите защитное действие растворов ВМС. Что является мерой защитного действия? Приведите примеры применения коллоидной защиты.

 

 

Задачи.

1. Рассчитайте поверхностное натяжение водного раствора масляной кислоты с концентрацией 0,1 кмоль/м³ при температуре 273К. Константы уравнения Шишковского: а=12,6*10^-3; b=21,5; поверхностное натяжение водя при указанной температуре составляет 75,49*10^-3 Н/м.

 

2. Для водного раствора пропионовой кислоты определены следующие значения констант уравнения Шишковского при температуре 293К: а=12,8*10^-3; b=7,16. Вычислите поверхностное натяжение раствора с концентрацией, равной 0,1 кмоль/м³. При этой температуре поверхностное натяжение воды составляет 72,53*10^-3 Н/м.

 

3. Используя константы уравнения Шишковского: а=12,6*10^-3; b=21,5, - рассчитайте поверхностное натяжение водного раствора масляной кислоты при температуре 273К для концентрации 0,05 кмоль/м. Поверхностное натяжение воды при указанной температуре составляет 75,49*10^-3 Н/м.

 

4. Даны константы уравнения Шишковского для водного раствора валериановой кислоты при температуре 273К: а=14,72*10^-3; b=10,4. Определите, при какой концентрации поверхностное натяжение раствора будет составлять σ = 52,1*10^-3 Н/м, если поверхностное натяжение водя при указанной температуре составляет 75,49*10^-3 Н/м.

 

5. Для водного раствора масляной кислоты определены следующие константы уравнения Шишковского при температуре 273К: а=12,6*10^-3; b=21,5. Вычислите поверхностное натяжение раствора с концентрацией, равной 0,01 кмоль/м³. При этой температуре поверхностное натяжение воды составляет 72,53*10^-3 Н/м.

 

6. Для водного раствора пропилового спирта определены следующие значения констант уравнения Шишковского при температуре 293К: а=14,4*10^-3; b=6,6. Вычислите поверхностное натяжение раствора с концентрацией, равной 1 кмоль/м³. При этой температуре поверхностное натяжение воды равно 72,53*10^-3 Н/м.

 

7. Используя уравнение Ленгмюра, вычислите адсорбцию пропионовой кислоты на поверхности раздела водный раствор – воздух при температуре 293К и концентрации 0,1 кмоль/м³, если известны константы уравнения Шишковского: а=12,8*10^-3; b=7,16.

 

8. Рассчитайте адсорбцию валериановой кислоты на границе ее водного раствора с воздухом при температуре 353К и концентрации 0,01 кмоль/м³ по константам уравнения Шишковского: а=17,7*10^-3; b=19,72.

 

9. Вычислите адсорбцию азота на цеолите при давлении Р=2,8*10² Па, если известны константы уравнения Ленгмюра: ; b=0,156*10^-2.

 

10. Вычислите адсорбцию углекислого газа на активированном угле при давлении 5*10²Па, если известны константы уравнения Ленгмюра: ; b=0,1*10^-2.

 

11. Используя уравнение Релея, сравните интенсивность светорассеяния двух эмульсий: эмульсии бензола в воде и эмульсии н-пентана в воде. Показатель преломления бензола равен 1,50; показатель преломления н-пентана равен 1,36; показатель преломления воды равен 1,33; радиус частиц и концентрации обеих эмульсий одинаковы.

 

12. Используя уравнение Релея, определите, как изменится интенсивность рассеянного света, если дисперсную систему подвергнуть воздействию света с длинной волны λ₁=430нм и λ₂=680нм.

 

13. Вычислите коэффициент диффузии и средний квадратичный сдвиг частиц гидрозоля гидроксида железа(III), если время диффузии 10с, радиус частиц равен 50мкм, вязкость воды равна 1*10^-3Па*с, температура 20⁰С.

 

14. Вычислите коэффициент диффузии и средний квадратичный сдвиг частиц гуммигута, если радиус частиц равен 0,212мкм, вязкость жидкости равна 1,1*10^-3Па*с, температура 17⁰С, время диффузии 60с.

 

15. Вычислите коэффициент диффузии и средний квадратичный сдвиг частиц дыма хлорида аммония, если радиус частиц равен 10^-7, температура 273К, вязкость воздуха равна 1,1*10^-5Па*с, время диффузии 5с.

 

16. Вычислите коэффициент диффузии и средний квадратичный сдвиг частиц дисперсной системы, если радиус частиц равен 6,5*10^-5м, время диффузии 40с, вязкость среды равна 1*10^-3Па*с, температура 288К.

 

17. Вычислите осмотическое давление гидрозоля золота с концентрацией 0,3кг/м³. радиус частиц 5,5*10^-10, плотность золота 19,3*10³кг/м³, температура золя 293К.

 

18. Вычислите осмотическое давление гидрозоля золота с концентрацией 1кг/м³. радиус частиц 2,5*10^-8м, плотность золота 19,3*10³кг/м³, температура золя 298К.

 

19. Вычислите осмотическое давление пыли в воздухе, если радиус частиц пыли составляет 100нм, плотность 1,5*10³кг/м³, концентрация равна 2*10^-2кг/м³, температура 273К.

 

20. Рассчитайте, с какой скоростью осаждаются частицы аэрозоля хлорида аммония, имеющие радиус 4,5*10^-7м и плотность 1,5*10³ кг/м³. Вязкость воздуха равна 1,76*10^-5Па*с, плотностью воздуха можно пренебречь.

 

21. Определите скорость осаждения частиц радиусом 10мкм, образующихся после помола зерен кофе в воде при температуре 293К, если вязкость воды равна 1*10^-3Па*с, плотность частиц 1,1*10³ кг/м³, плотность воды 1*10³ кг/м³.

 

22. Определите скорость осаждения частиц суспензии ртути, оседающих в воде под действием силы тяжести, если плотность частиц 10*10³ кг/м³, плотность воды 1*10³ кг/м³, вязкость воды равна 1*10^-3Па*с, радиус частиц 2,1*10^-7м.

 

23. Определите скорость оседания частиц суспензии гуммигута в воде, если плотность гуммигута 1,56*10³ кг/м³, радиус частиц 2,6*10^-7м, плотность воды 1*10³ кг/м³, вязкость воды равна 1*10^-3Па*с.

 

24. Определите скорость осаждения частиц оксида цинка в воздухе, если радиус частиц 2*10^-6м, вязкость воздуха равна 1,7*10^-5Па*с, плотность частиц 5,7*10³ кг/м³, температура 298К.

 

25. Рассмотрите строение мицеллы гидрозоля сульфида ртути (II) HgS. Стабилизатор – сероводород H₂S.

 

26. Рассмотрите строение мицеллы золя, полученного при взаимодействии хлорида железа (III) с избытком гексацианоферрата (II) калия K₄[Fe(CN)₆].

 

27. Рассмотрите строение мицеллы золя бромида серебра AgBr, полученного взаимодействием бромида калия и нитрата серебра, если бромид калия взят в избытке.

 

28. Изобразите схему строения мицеллы золя сульфата бария BaSO₄, полученного при смешении хлорида бария BaCl₂ с избыточным количеством серной кислоты.

 

29. Изобразите схему строения мицеллы золя иодида серебра AgJ, полученного взаимодействием иодида калия и нитрата серебра. Стабилизатор – нитрат серебра.

 

30. Рассмотрите строение мицеллы золя гидроксида железа (III), стабилизатор - хлорид железа (III) FeCl₃.

 

31. Изобразите схему строения мицеллы золя сульфида мышьяка (III) As₂S₃, стабилизатор – стабилизатор H₂S.

 

32. Вычислите скорость электрофореза частиц гидрозоля платины при градиенте внешнего поля 1200 В/м, если электрокинетический потенциал 0,04В, диэлектрическая проницаемость воды 81, вязкость воды 1*10^-3Па*с.

 

33. Вычислите электрокинетический потенциал частиц гидрозоля золота по следующим данным, полученным при электрофорезе: скорость частиц = 2,2*10^-6м/с; градиент внешнего поля = 100В/м; диэлектрическая проницаемость воды 81, вязкость воды 1*10^-3Па*с.

 

34. Вычислите электрокинетический потенциал частиц гидрозоля висмута по следующим данным, полученным при электрофорезе: скорость частиц = 1,1*10^-5м/с; градиент внешнего поля = 1000В/м; диэлектрическая проницаемость воды 81, вязкость воды 1*10^-3Па*с.

 

35. Вычислите электрокинетический потенциал частиц гидрозоля сульфида мышьяка (III) As₂S₃ по следующим данным, полученным при электрофорезе: скорость частиц = 1,73*10^-5м/с; градиент внешнего поля = 800В/м; диэлектрическая проницаемость воды 81, вязкость воды 1*10^-3Па*с.

 

36. Вычислите электрокинетический потенциал частиц гидрозоля берлинской лазури по следующим данным, полученным при электрофорезе: скорость частиц = 2*10^-5м/с; градиент внешнего поля = 500В/м; диэлектрическая проницаемость воды 81, вязкость воды 1*10^-3Па*с.

 

37. Вычислите электрокинетический потенциал частиц золя свинца в метаноле, если в опытах по электрофорезу получены следующие данные: скорость частиц = 6,6*10^-6м/с; градиент внешнего поля = 300В/м; диэлектрическая проницаемость метанола 34, вязкость метанола = 6,12*10^-4Па*с.

 

38. Электрокинетический потенциал золя апельсинового сока равен ζ=50мВ (5*10^-2В). Определите скорость и электрофоретическую подвижность, если диэлектрическая проницаемость = 54,1; вязкость среды = 4,5*10^-10Па*с, градиент внешнего поля = 300 В/м.

 

39. Электрокинетический потенциал коллоидного раствора сахарозы равен ζ=90мВ. Определите скорость и электрофоретическую подвижность колодных частиц, если градиент внешнего поля = 300 В/м, диэлектрическая проницаемость = 71; вязкость среды = 1,3*10^-3Па*с.

 

40. Вычислите электрокинетический потенциал частиц гидрозоля платины, если в опытах по электрофорезу были получены следующие результаты: градиент внешнего поля = 1000 В/м, скорость движения частиц = 5*10^-7 м/с, диэлектрическая проницаемость = 81, вязкость = 1*10^-10Па*с.

 

41. Электрокинетический потенциал частиц гидрозоля висмута составляет 0,2В. Определите скорость и электрофоретическую подвижность коллоидных частиц, если градиент внешнего поля = 800 В/м, диэлектрическая проницаемость = 81, вязкость = 1*10^-10Па*с.

 

42. Коагуляция 1*10^-5м³ золя иодида серебра наблюдается при добавлении к нему 5мл раствора нитрата кальция Ca(NO₃)₂ концентрации 0,01кмоль/м³. определите порог коагуляции.

 

43. Для коагуляции 1*10^-5м³ золя иодида серебра AgJ требуется 1*10^-6м³ раствора нитрата алюминия Al(NO₃)₂. Порог коагуляции составляет
4*10^-3кмоль/м³. Определите концентрацию электролита.

 

44. Коагуляция 1*10^-5м³ золя иодида серебра AgJ наблюдается при добавлении к нему 1*10^-6м³ электролита нитрата калия KNO₃ концентрации 1кмоль/м³. Определите порог коагуляции.

 

45. Для коагуляции 1*10^-5м³ золя иодида серебра AgJ требуется 1*10^-6м³ раствора нитрата кальция Ca(NO₃)₂. Порог коагуляции составляет
1,16*10^-3кмоль/м³. Определите концентрацию электролита.

 

46. Определите порог коагуляции золя As₂S₃, если для коагуляции 10*10^-6м³ золя потребовалось 0,4*10^-6м³ раствора MgCl₂ с концентрацией 0,036кмоль/м³.

 

47. Определите порог коагуляции золя As₂S₃, если для коагуляции 10*10^-6м³ золя потребовалось 1,2*10^-6м³ раствора NaCl с концентрацией 0,5кмоль/м³.

 

48. Для коагуляции 1*10^-5м³ золя гидроксида алюминия Al(OH)₃ требуется 10*10^-6м³ раствора сульфата алюминия Al₂(SO₄)₃. концентрация электролита равна 0,01кмоль/м³. рассчитайте порог коагуляции золя.

 

49. Определите, какой объем раствора нитрата бария Ba(NO₃)₂ концентрации 0,5кмоль/м³ требуется для коагуляции 10*10^-6м³ золя иодида серебра AgJ. Порог коагуляции золя составляет 2*10^-3кмоль/м³.

 

50. Определите порог коагуляции золя оксида алюминия Al₂O₃, если коагуляция происходит при добавлении 50мл раствора электролита хромата калия K₂CrO₄ концентрации 0,01кмоль/м³ к 10^-3м³ золя.

 

 

Варианты контрольных заданий
по коллоидной химии ддя гр. 11