Молекулярно–кинетические и оптические свойства дисперсных систем

1. Броуновское движение, его тепловая природа. Средний сдвиг. Уравнение Эйнштейна.

2. Диффузия в коллоидных системах.

3. Оптические свойства дисперсных систем. Светопоглощение и светорассеяние. Эффект Тиндаля.

4. Опалесценция.

5. Уравнение Рэлея, его анализ. Уравнение Бугера–Ламберта–Бэра.

6. Нефелометрия.

7. Ультрамикроскопия.

 

29. Вычислите радиусы монодисперсных фракционированных частиц соединений ртути, оседающих в воде под действием силы тяжести, если при плотности частиц r_r = =10·10³кг/м³, температуре воды t =15 ^oC, плотности r₀ = 1,99913 кг/м³ и вязкости h₀ = =1,15·10^–3 Па ^. с частицы осели на 1 см в первом опыте за 5,86 с, во втором – за 9,8 мин, а в третьем – за 16 ч.

30. Вычислите, через какое время осядут на 10 см коллоидные частицы соединения ртути, имеющие радиусы 10 и 1 мкм при условиях предыдущей задачи.

31. С какой скоростью осаждаются частицы аэрозоля хлорида аммония (плотность r = =1,5·10³ кг/м³), имеющие радиус 4,5·10^–7 м? Вязкость воздуха можно принять равной 1,76·10^–5 Па ^. с, а плотностью воздуха пренебречь.

32. Вычислите постоянную Авогадро по данным работы Перрена. Им исследовалось при t = 15 ^оС распределение по высоте частиц суспензии гуммигута в воде, диаметр которых был равен 0,52 ^. 10^–6 м. Измерения показали, что с поднятием оси горизонтального микроскопа на 6 ^. 10^–6 м число частиц уменьшается в 2 раза. Плотность гуммигута r = =1,56·10³ кг/м³, плотность воды r₀ = 1·10³ кг/м³.

33. Вычислите средний квадратичный сдвиг частиц гидрозоля гидроксида железа (III) за 10с, если радиус частиц равен 50 мкм, вязкость воды h₀ = 10^–3 Па ^. с, температура 20 ^оС.

34. Вычислите средний квадратичный сдвиг частиц при броуновском движении эмульсии с радиусом б,5·10^–6 м за 1 с; вязкость среды h = 10^–3 Па ^. с, температура 288 К.

35. Рассчитайте коэффициент диффузии частиц дыма оксида цинка при радиусе 2 ^. 10^–6 м, вязкости воздуха h = 1,7 ^. 10^–5 Па ^. с и температуре 283 К.

36. Определите коэффициент диффузии мицелл мыла в воде при 313 К и среднем радиусе мицеллы r = 125 ^.. 10^–10 м. Вязкость среды h = 6,5 ^. 10^–4 Па ^. с, постоянная Больцмана k=1,33 ^. 10^–23 Дж/К.

37–41. При исследовании золя методом поточной ультра микроскопии Дерягина-Власенко в объеме золя V м³, протекшем чрез счетное поле микроскопа, подсчитано n частиц. 0пределите средний размер частиц, как указано в таблице.

Задача	Золь	V, м^3	n	С, г/м^3	r, кг/м^3	Средний r или l
	Масляный туман	1,33^.10^–11		25^.10^–8	0,9^.10^3	Радиус
	Гидрозоль серы	2^.10^–11		6,5^.10^–5	1^.10^3	То же
	Водяной туман	3^.10^–11		15^.10^–6	1^.10^3	То же
	Гидрозоль золота	4,6^.10^–11		7^.10^–6	19,3^.10^3	Ребро куба
	Дым мартеновской печи	2^.10^–11		10^–4	2^.10^3	То же

42. Сравните интенсивности светорассеяния высокодисперсного полистирола, освещенного монохроматическим светом с длиной волны l₁ = 680 ^. 10^–9 м, а затем с длиной волны l₂ = =420 ^. 10^–9 м (a = 4).

43. С помощью нефелометра сравнивались мутности двух гидрозолей мастики равных концентраций. Получены следующие экспериментальные данные мутности определяемого и стандартного золей стали одинаковыми при высоте освещенной части первого золя h₁=5·10^–3 м и второго золя h₁ = 19,0·10^–3 м. Средний радиус частиц стандартного золя r = 120·10^–9 м. Определите радиус частиц второго золя.

 

ЭЛЕКТРИЧЕСКиЕ СВОЙСТВА ДИСПЕРСНЫх СИСТЕм

1. Образование и строение двойного электрического слоя на границе раздела фаз.

2. Электрокинетический потенциал.

3. Изменение двойного электрического слоя и электрокинетического потенциала под действием электролитов. Перезарядка поверхности.

4. Строение мицеллы.

5. Электрокинетические явления: электрофорез, электроосмос, их практическое применение.

 

44. Определите необходимую величину внешнего электрического поля при электрофорезе сферических частиц золя алюминия в этилацетате, если электрокинетический потенциал x = 42 мВ, относительная диэлектрическая проницаемость e = 6, вязкость h = 0,43 ´ ´10^–3 Па ^. с и скорость электрофореза u = 1,5·10^–5 м/с. Коэффициент формы частиц f = 0,67.

45. Определите потенциал течения, если через пленку продавливается 42,4 %-ный водный раствор этилового спирта при давлении р = 20·10³ Па. Удельная электрическая проводимость раствора c = 1,3·10^–2 См ^. м^-1 относительная диэлектрическая проницаемость e = 41,3, вязкость h = 0,9·10^–3 Па ^. с, электрокинетический потенциал x = 16·10^–3 В.