Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Северо-Западный государственный заочный технический университет Кафедра химии и защиты окружающей среды ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ И ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ Рабочая программа Задание на контрольную работу Санкт-Петербург 2004
Стоимость выполнения контрольной работы уточняйте при заказе. Готовы следующие задания:
001
Задача 1 Определите энергии Гиббса (Gs) поверхности капель водяного тумана массой 4 г при 293 К, если поверхностное натяжение воды равно 72,7 мДж/м2, плотность воды 0,998 г/см3, дисперсность частиц 50 мкм-1.
Дата выполнения: 28/02/2013
003
Задача 3 3. Аэрозоль ртути сконденсировался в виде большой капли объемом 3,5 см3. Определите, как изменилась поверхностная энергия ртути, если поверхностное натяжение ртути равно 0,475 Дж/м2, дисперсность аэрозоля составляла 10 мкм–1.
Дата выполнения: 22/10/2012
004
Задача 4 Воду объемом 5 см3 превратили в аэрозоль, дисперсность которого составила 40 мкм-1, поверхностное натяжение воды 72,0 мДж/м2. Определите изменение поверхностной энергии воды в результате диспергирования.
Дата выполнения: 27/09/2012
006
Задача 6 Рассчитайте полную поверхностную энергию 5 г эмульсии бензола в воде с концентрацией 55% (масс.) и дисперсностью 3 мкм–1 при 313 К. Плотность бензола при этой температуре 0,858 г/см3, поверхностное натяжение 26,13 мДж/м2, температурный коэффициент поверхностного натяжения бензола (dσ/dT) равен –0,13 мДж/(м2∙К).
007
Задача 7 Рассчитайте давление насыщенных паров над каплями воды с дисперсностью 0,1 нм–1 при 293 К. Давление паров воды над плоской поверхностью при этой температуре равно 2338 Па, плотность воды 0,998 г/см3, поверхностное натяжение воды 72,7 мДж/м2.
008
Задача 8 Рассчитайте давление насыщенных паров над каплями воды с дисперсностью 40 мкм–1 при 298 К. Давление паров воды над плоской поверхностью при этой температуре равно 2370 Па, плотность воды 0,996 г/см3, поверхностное натяжение воды 71,9 мДж/м2.
009
Задача 9 Во влажном воздухе образуется туман при температуре 270,8 К (степень пресыщения γ = p / ps = 4,21). Рассчитайте критический размер зародыша конденсации и число молекул, содержащихся в нем. Поверхностное натяжение воды составляет 74 мДж/м2, молярный объем воды VМ равен 18·10–6 м3/моль.
011
Задача 11 При изучении адсорбции брома углем из воды были получены следующие данные
С, моль/м3
0,00259
0,00669
0,01708
0,02975
А, ммоль/м2
3,10
4,27
5,44
6,8
013
Задача 13 Определите предельную мономолекулярную адсорбцию и константу адсорбционного равновесия для раствора гептилового спирта по изменению адсорбции с концентрацией (для графического расчета использовать уравнение мономолекулярной адсорбции Лэнгмюра).
С∙103, кмоль/м3
0,384
0,50
0,655
1,25
2,60
А∙1010, кмоль/м2
11,1
14,5
18,2
27,8
49,2
014
Задача 14 Определите емкость монослоя и константу адсорбционного равновесия для раствора гексилового спирта по данной зависимости адсорбции от концентрации (для графического расчета использовать уравнение мономолулярной адсорбции Лэнгмюра).
C 103, кмоль/м3
0,935
1,875
5,55
11,05
А 1010, кмоль/м2
8,75
17,35
25,1
37,8
56,5
016
Задача 16 Используя уравнение БЭТ, рассчитайте удельную поверхность адсорбента по изотерме адсорбции азота. «Посадочная площадка» молекулы бензола равна 0,16 нм2.
p / ps
0,0288
0,050
0,110
0,136
0,175
0,200
А, моль/кг
2,16
2,39
2,86
3,02
3,22
3,33
017
Задача 17 Используя уравнение БЭТ, рассчитайте удельную поверхность адсорбента по изотерме адсорбции бензола. «Посадочная площадка» молекулы бензола равна 0,49 нм2.
0,02
0,05
0,11
0,19
0,25
0,30
0,36
0,104
0,196
0,298
0,387
0,443
0,488
0,550
018
Задача 18 Используя уравнение БЭТ, рассчитайте удельную поверхность адсорбента по изотерме адсорбции бензола. «Посадочная площадка» молекулы бензола равна 0,49 нм2.
0,03
0,07
0,12
0,17
0,24
0,31
0,38
0,301
0,373
0,423
0,520
0,625
019
Задача 19 Используя уравнение БЭТ, рассчитайте удельную поверхность адсорбента по изотерме адсорбции бензола. «Посадочная площадка» молекулы бензола равна 0,49 нм2.
0,26
0,34
0,44
0,348
0,483
0,624
0,724
0,805
0,928
1,13
021
Задача 21 Постройте изотерму адсорбции-десорбции, пользуясь экспериментальными данными капиллярной конденсации паров воды в порах активного угля при 293 К.
р∙10-2, Па
5,32
10,0
11,3
12,5
14,7
17,3
20,0
23,3
А, моль/кг, адс.
0,5
2,3
4,0
5,0
16,0
28,5
А, моль/кг дес.
2,5
7,5
15,0
23,0
27,6
023
Задача 23 Постройте изотерму адсорбции-дессорбции, пользуясь экспериментальными данными капиллярной конденсации паров воды в порах активного угля при 293 К.
0,1
0,2
0,4
0,6
0,8
0,9
1,0
6,5
9,0
11,5
14,0
22,5
26,6
30,0
7,0
10,3
13,5
16,5
25,0
024
Задача 24 Постройте изотерму адсорбции-дессорбции и интегральную кривую распределения объема пор адсорбента по размерам, используя данные капиллярной конденсации метанола на силикагеле при 293 К.
р 10-2, Па
16
32
64
79
96
110
128
3,5
4,8
6,3
13
19
17,5
21,2
026
Задача 26 Постройте изотерму адсорбции-дессорбции и интегральную кривую распределения объема пор адсорбента по размерам, используя данные капиллярной конденсации метанола на силикагеле при 293 К.
12,8
25,6
38,4
51,2
64,0
76,8
90,0
102,0
8,0
8,3
8,6
9,4
10,2
11,4
13,0
9,6
11,0
11,7
027
Задача 27 Постройте изотерму адсорбции-дессорбции и интегральную кривую распределения объема пор адсорбента по размерам, используя данные капиллярной конденсации метанола на силикагеле при 293 К.
102,5
114,5
128,0
24,0
28,3
31,0
36,0
46,0
55,0
37,5
44,0
50,0
028
Задача 28 Постройте изотерму адсорбции-дессорбции и интегральную кривую распределения объема пор адсорбента по размерам по данным капиллярной конденсации паров воды в парах адсорбента при 293 К.
р/ps
0,3
0,7
3,75
5,3
6,2
10,4
13,2
5,70
7,9
029
Задача 29 Постройте изотерму адсорбции-дессорбции и интегральную кривую распределения объема пор адсорбента по размерам по данным капиллярной конденсации паров воды в парах адсорбента при 293 К.
2,94
5,86
20,2
23,4
1,4
1,7
3,0
1,5
2,0
2,6
031
Задача 31 Рассчитайте толщину диффузного слоя частиц дисперсной фазы при 293 К в водном растворе AlCl3 концентрацией 10 мг/л. Относительная диэлектрическая проницаемость раствора составляет 79,0. Указания: ионную силу раствора определять по формуле I = ½ ∑icizi2 где с – концентрация в моль/м3; z – заряд иона. Электрическая постоянная ε0 = 8,85∙10-12 Ф/м, постоянная Фарадея F = 96500 Кл/моль.
033
Задача 33 Рассчитайте толщину диффузного слоя частиц дисперсной фазы при 293 К в водном растворе NaCl концентрацией 10–4 моль/л. Считая, что относительная диэлектрическая проницаемость раствора линейно изменяется от 87,8 до 69,7 при повышении температуры от 273 К до 323 К, постройте зависимость толщины диффузного слоя от температуры.
034
Задача Рассчитайте толщину диффузионного слоя на поверхности твердой пластинки, помещенной в водный раствор с содержанием индифферентного электролита КCl — 10-3 моль/л. Относительная диэлектрическая проницаемость раствора составляет 78,5 при 298 К.
036
Задача 36 Какой ток необходимо задать для переноса 200 мл раствора электролита через пористую мембрану в течение 30 мин, если электрокинетический потенциал поверхности мембраны равен 0,1 В; вязкость среды 10−3 Па· с; удельная электрическая проводимость раствора в порах мембраны 1,2·10–2 См/м; относительная диэлектрическая проницаемость среды 82,7. Указание: электрическая постоянная равна 8,85·10–12 Ф/м.
037
Задача 37 Какова суммарная площадь поперечного сечения пористой мембраны, если для переноса раствора электролита использовался ток в 0,02 А; линейная скорость жидкости в капиллярах мембраны составила 3·10-6 м/с; электрокинетический потенциал поверхности мембраны равен 0,09 В; вязкость системы 1,1·10−3 Па·с ; удельная электрическая проводимость раствора в порах мембраны 1,4·10–2 См/м; относительная диэлектрическая проницаемость среды 81. Электрическая постоянная равна 8,85·10–12 Ф/м.
038
Задача 38 Рассчитайте время, необходимое для переноса 200 мл раствора электролита через пористую мембрану , если электрокинетический потенциал поверхности мембраны равен 0,1 В; вязкость среды 1,2·10−3 Па·с ; удельная электрическая проводимость раствора в порах мембраны 1,2·10–2 См/м; сила тока 0,015 А; относительная диэлектрическая проницаемость среды 81,8.
039
Задача 39 Рассчитайте электрокинетический потенциал на границе водный раствор – пористая стеклянная мембрана по данным электроосмоса: сила тока 0,008 А; за 1 час переносится 120 мл раствора электролита; вязкость среды 2·10−3 Па·с , удельная электрическая проводимость раствора в порах мембраны 10–2 См/м; относительная диэлектрическая проницаемость среды 82,5. Указание: электрическая постоянная равна 8,85·10–12 Ф/м.
041
Задача 41 При достаточно медленном введении вещества В в разбавленный раствор вещества А возможно образование гидрозоля вещества С. Напишите формулы мицеллы и укажите знак электрического заряда коллоидных частиц этого золя. А = MgCl2 B = NaOH C = Mg(OH)2
043
Задача 43 При достаточно медленном введении вещества В в разбавленный раствор вещества А возможно образование гидрозоля вещества С. Напишите формулы мицеллы и укажите знак электричского заряда коллоидных частиц этого золя. А = Ba(NO3)2 B = Na2SO4 C = BaSO4
044
Задача 44 При достаточно медленном введении вещества В в разбавленный раствор вещества А возможно образование гидрозоля вещества С. Напишите формулы мицеллы и укажите знак электричского заряда коллоидных частиц этого золя. А = Na2S B = CdCl2 C = CdS
046
Задача 46 При достаточно медленном введении вещества В в разбавленный раствор вещества А возможно образование гидрозоля вещества С. Напишите формулы мицеллы и укажите знак электрического заряда коллоидных частиц этого золя. А = NaОН B = ZnCl2 C = Zn(OH)2
047
Задача 47 При достаточно медленном введении вещества В в разбавленный раствор вещества А возможно образование гидрозоля вещества С. Напишите формулы мицеллы и укажите знак электричского заряда коллоидных частиц этого золя. А = Na2SiO3 B = HCl C = SiO2
048
Задача 48 При достаточно медленном введении вещества В в разбавленный раствор вещества А возможно образование гидрозоля вещества С. Напишите формулы мицеллы и укажите знак электричского заряда коллоидных частиц этого золя. А = NaF B = SrCl2 C = SrF2
049
Задача 49 При достаточно медленном введении вещества В в разбавленный раствор вещества А возможно образование гидрозоля вещества С. Напишите формулы мицеллы и укажите знак электричского заряда коллоидных частиц этого золя. А = Na2SO4 B = Pb(NO3)2 C = PbSO4
051
Задача 51 Частицы дисперсностью 0,8 мкм-1 оседают в водной среде под действием силы тяжести. Определите время, необходимое для оседания частиц по высоте на 0,1 м, если плотность дисперсной фазы 2,1 г/см3; плотность среды 1,1 г/см3; вязкость среды 2∙10-3 Па∙с.
053
Задача 53 Определите удельную поверхность порошка сульфата бария (в расчете на единицу массы), если его частица оседает в водной среде на высоту 0,226 м за 1350 с. Плотность сульфата бария 4,5 г/см3; плотность воды 1,0 г/см3; вязкость воды 1·10-3 Па∙с . Частицы имеют сферическую форму.
054
Задача 54 Рассчитайте время, за которое сферические частицы Al2O3, распределенные в среде с вязкостью 1,5 10-3 Па с, оседают на высоту 1 см, если удельная поверхность частиц составляет 105 м2/м3. Плотность дисперсной фазы 4 г/см3; плотность среды 1 г/см3.
056
Задача 56 Среднеквадратичное значение проекции сдвига частицы гидрозоля SiO2 за 3 с составляет 8 мкм. Определить радиус частицы, если вязкость среды 10−3 Па ∙ с при 293 К.
057
Задача 57 Определите проекцию среднего сдвига для частиц гидрозоля за 10 с, если радиус частиц 0,05 мкм; температура опыта 293 К; вязкость среды 1·10-3 Па ·с
058
Задача 58 Определите радиус частиц гидрозоля золота, если после установления диффузионно-седиментационного равновесия при 293 К на высоте 8,56 см концентрация частиц уменьшается в е раз. Плотность золота 19,3 г/см3; плотность воды 1,0 г/см3
059
Задача 59 Определите высоту, на которой после установления диффузионно-седиментационного равновесия концентрация частиц гидрозоля SiО2 уменьшится вдвое. Частицы золя сферические; дисперсность частиц составляет 0,1 нм–1. Плотность SiО2 2,7 г/см3; плотность воды 1 г/см3; температура 293 К.
061
Задача 61 Используя калибровочную кривую Геллера, рассчитайте размер частиц полистирольного латекс по зависимости оптической плотности D от длины волны λ. Кривую Геллера необходимо построить по следующим данным:
Диаметр частиц латекса d, нм
77,0
88,0
95,0
106,7
111,0
119,0
132,0
139,0
143,0
158,0
167,0
189,0
Показатель дисперсности, n
3,82
3,64
3,545
3,30
3,235
3,04
2,82
2,72
2,66
2,45
2,365
2,14
λ, нм
400
440
490
540
582
630
D
0,562
0,414
0,289
0,207
0,159
0,120
063
Задача 63 Используя калибровочную кривую Геллера, рассчитайте размер частиц полистирольного латекс по зависимости оптической плотности D от длины волны λ. Кривую Геллера необходимо построить по следующим данным:
0,795
0,566
0,382
0,267
0,202
0,150
064
Задача 64 Используя калибровочную кривую Геллера, рассчитайте размер частиц полистирольного латекс по зависимости оптической плотности D от длины волны λ. Кривую Геллера необходимо построить по следующим данным:
415
485
527
685
0,324
0,215
0,160
0,084
066
Задача 66 При исследовании гидрозоля золота в видимом объеме ультрамикроскопа, равном 12·10–19 м3, подсчитано 5 частиц. Приняв форму частиц за сферическую, определите их средний радиус. Концентрация золя 30·10–2 кг/м3; плотность золота 19,3·103 кг/м3.
067
Задача 67 При исследовании аэрозолей в видимом объеме ультрамикроскопа, равном 1,33·10–11 м3, подсчитано 50 частиц масляного тумана. Определите средний радиус частиц, если массовая концентрация аэрозоля 25·10–6 кг/м3; плотность масла 0,9·103 кг/м3. Форму частиц принять за сферическую.
068
Задача 68 С помощью метода поточной ультрамикроскопии в прошедшем объеме, равном 2·10–11 м3, подсчитано 100 частиц золя серы. Концентрация золя 6,5·10–5 кг/м3; плотность серы 1·103 кг/м3. Рассчитать средний радиус частиц, приняв их форму за сферическую.
069
Задача 69 Методом поточной ультрамикроскопии в прошедшем объеме, равном 1,5·10–11 м3, подсчитано 53 частицы аэрозоля масляного тумана. Считая форму частиц сферической, определите их средний радиус. Концентрация золя 21·10–6 кг/м3, плотность масла 0,92·103 кг/м3.
071
Задача 71 Рассчитайте стандартную теплоту, энергию Гиббса и энтропию мицеллообразования при 293 К додецилсульфата натрия в растворах NaCl разных концентраций, используя экспериментально измеренные температурные зависимости критической концентрации мицеллообразования (ККМ).
Т, К
293
311
333
ККМ, моль/л
1,51·10–3
1,62·10–3
1,87·10–3
073
Задача 73 Рассчитайте стандартную теплоту, энергию Гиббса и энтропию мицеллообразования при 293 К додецилсульфата натрия в растворах NaCl разных концентраций, используя экспериментально измеренные температурные зависимости критической концентрации мицеллообразования (ККМ).
0,76·10–3
0,87·10–3
1,45·10–3
074
Задача 74 Пользуясь экспериментальными данными, построить кривые кинетики набухания полимера в растворителе. Графическим способом определите соответствующие константы скорости набухания k.
Время набухания τ, мин
5
30
90
150
21
240
270
300
Степень набухания α
0,33
1,15
2,33
2,91
3,25
3,41
3,58
076
Задача 76 Пользуясь экспериментальными данными, построить кривые кинетики набухания полимера в растворителе. Графическим способом определите соответствующие константы скорости набухания k.
10
20
40
50
70
100
130
0,145
0,236
0,314
0,362
0,406
0,457
077
Задача 77 Пользуясь экспериментальными данными, построить кривые кинетики набухания полимера в растворителе. Графическим способом определите соответствующие константы скорости набухания k.
0,37
0,45
0,56
0,60
0,668
0,73
078
Задача Пользуясь экспериментальными данными, построить кривые кинетики набухания полимера в растворителе. Графическим способом определите соответствующие константы скорости набухания k.
0,61
0,69
0,78
0,84
0,90
0,94
079
Задача 79 Пользуясь экспериментальными данными, построить кривые кинетики набухания полимера в растворителе. Графическим способом определите соответствующие константы скорости набухания k.
60
120
180
600
2,12
2,84
3,16
3,36
081
Задача 81 Перед использованием речной воды в производстве ее осветляют, для чего можно применять различные электролиты, вызывающие коагуляцию частичек ила. Рассчитайте расход коагулятора (кг/сут), если расход воды на предприятии составляет 100000 м3/сут, а знак заряда взвешенных частиц ила положительный. Указания: рассматривается быстрая коагуляция в условиях специфической адсорбции. Порог коагуляции по NaCl составляет 52 моль/м3. Каков будет расход электролита при замене NaCl на Na2SO4?
083
Задача 83 Перед использованием речной воды в производстве ее осветляют, для чего можно применять различные электролиты, вызывающие коагуляцию частичек ила. Рассчитайте расход коагулятора (кг/сут), если расход воды на предприятии составляет 100000 м3/сут, а знак заряда взвешенных частиц ила положительный. Указания: рассматривается быстрая коагуляция в условиях специфической адсорбции. Порог коагуляции по KI составляет 55 моль/м3. Каков будет расход электролита при замене KI на K2SO4?
084
Задача 84 Перед использованием речной воды в производстве ее осветляют, для чего можно применять различные электролиты, вызывающие коагуляцию частичек ила. Рассчитайте расход коагулятора (кг/сут), если расход воды на предприятии составляет 100000 м3/сут, а знак заряда взвешенных частиц ила положительный. Указания: рассматривается быстрая коагуляция в условиях специфической адсорбции. Порог коагуляции по NaNO3 составляет 48 моль/м3. Каков будет расход электролита при замене NaNO3 на K2CrO4?
086
Задача 86 Рассчитайте время половинной коагуляции и константу скорости коагуляции, используя полученные с помощью ультрамикроскопа экспериментальные данные по изменению общего числа частиц при коагуляции лиофобной дисперсной системы под действием электролита. Указание: уравнение Смолуховского целесообразно представить в виде ν0/ν∑=f(τ) после чего время половинной коагуляции определить графически.
Время коагуляции τ, с
0
125
250
375
425
Суммарное число частиц дисперсной фазы, ν∑∙10−15 , м-3
8,08
5,05
3,67
3,31
087
Задача 87 Рассчитайте время половинной коагуляции и константу скорости коагуляции, используя полученные с помощью ультрамикроскопа экспериментальные данные по изменению общего числа частиц при коагуляции лиофобной дисперсной системы под действием электролита. Указание: уравнение Смолуховского целесообразно представить в виде ν0/ν∑=f(τ) после чего время половинной коагуляции определить графически.
28,0
Суммарное число частиц дисперсной
фазы, ν∑∙10−15 , м-3
32,2
24,2
19,9
16,7
14,2
088
Задача 88 Рассчитайте время половинной коагуляции и константу скорости коагуляции, используя полученные с помощью ультрамикроскопа экспериментальные данные по изменению общего числа частиц при коагуляции лиофобной дисперсной системы под действием электролита. Указание: уравнение Смолуховского целесообразно представить в виде ν0/ν∑=f(τ) после чего время половинной коагуляции определить графически.
26,0
43,0
Суммарное число частиц дисперсной фазы, ν∑∙10−14 , м-3
29,70
20,90
19,10
14,40
10,70
089
Задача 89 Рассчитайте время половинной коагуляции и константу скорости коагуляции, используя полученные с помощью ультрамикроскопа экспериментальные данные по изменению общего числа частиц при коагуляции лиофобной дисперсной системы под действием электролита. Указание: уравнение Смолуховского целесообразно представить в виде ν0/ν∑=f(τ) после чего время половинной коагуляции определить графически.
175
500
фазы, ν∑∙10−14 , м-3
3,78
3,23
2,22
1,96
091
Задача Используя уравнение Эйнштейна, определите массовую концентрацию золя AgCl, если концентрация дисперсной фазы составляет 10% (масс). Плотность AgCl равна 5,56 г/см³. Примечание 1. Частицы золя имеют сферическую форму (коэффициент формы частиц α = 2,5); 2. Дисперсная среда имеет вязкость 1·10-3 Пас и плотность 1 г/см3.
093
Задача 93 Определите массовую концентрацию гидрозоля SiO2, если его вязкость равна 1,1·10-3 Па∙с . Плотность SiO2 равна 2,7 г/см³.
094
Задача 94 Определите массовую концентрацию золя AgCl, если его вязкость составляет 1,12 10-3 Па с. Плотность AgCl равна 5,56 г/см3. Указание используйте уравнение Эйнштейна.
096
Задача 96 Определите вязкость гидрозоля SiO2, если концентрация дисперсной фазы составляет 10% (масс.). Плотность SiO2 равна 2,7 г/см3. Частицы золя имеют сферическую форму (коэффициент формы частиц α = 2,5); 2. Дисперсионная среда имеет вязкость 1·10−3 Па·с и плотность 1 г/см3.
097
Задача 97 Какой объем раствора пройдет через капилляр длиной 5·10–2 м и радиусом сечения 2,5·10-4 м под давлением 980 Н/м2 за час? Вязкость жидкости равна 2·10−3 Па·с . Указание: режим течения жидкости ламинарный и равномерный.
098
Задача 98 Какова вязкость глицерина, если из капилляра длиной 6·10–2 м и радиусом сечения, равным 1·10–3 м он вытекает с объемной скоростью 1,4·10−9 м3 / с под давлением 200 Н/м2 Указание: режим течения жидкости ламинарный и равномерный.
099
Задача 99 Определите радиус сечения капиллярного вискозиметра длиной 5 см, если 3 мл ньютоновской жидкости с вязкостью 1·10−3 Па·с. протекают через него под давлением 100 Н/м2 за 61 с.
WhatsApp: +79119522521
Telegram: +79119522521