Коллоидная химия

Коллоидная химия
Методические указания и контрольные задания
для студентов заочников химико-технологических специальностей
высших учебных заведений
Москва
1984

Стоимость выполнения ответов на вопросы уточняйте при заказе.

Раздел I
1. Напишите эмпирическое уравнение адсорбции. Как определить его константы? Укажите границы применимости этого уравнения.
3. Изложите сущность метода БЭТ определения удельной активной поверхности адсорбента. Начертите изотерму полимолекулярной адсорбции, сравните ее с изотермой адсорбции по Лэнгмюру.
6. Какими свойствами обладают поверхностно-активные вещества (ПАВ)? Какое строение имеют их молекулы? Приведите примеры ПАВ.
8. Каковы особенности адсорбции твердыми адсорбентами из растворов электролитов? Что называют обменной адсорбцией ионов?
11. Какова роль ионной адсорбции при образовании коллоидных частиц? Сформулируйте правило Пескова-Фаянса.
13. Чем различаются φ0-потенциал поверхности и ς-электрокинетический потенциал? Как они зависят от концентрации электролитов в среде?
16. В чем состоит явление электроосмоса? Как по объемной скорости электроосмоса определить ζ-потенциал? Что такое поверхностная проводимость?
18. Поясните механизм электрофореза дисперсных систем. Какое промышленное применение находит электрофорез?

Раздел II
1. Какова природа броуновского движения дисперсных частиц? Как характеризовать интенсивность броуновского движения?
3. Напишите уравнение Эйнштейна для коэффициента диффузии. Проанализируйте его.
6. Напишите формулу гипсометрического закона. Какая связь между гипсометрической высотой и седиментационной устойчивостью?
8. Что такое монодисперсная суспензия, полидисперсная? Начертите интегральную и дифференциальную кривые седиментации для полидисперсной системы.
11. Какими оптическими свойствами обладает коллоидная система? Что такое оптическая плотность?
13. В чем заключается явление светопоглощения?
16. Какой принцип положен в основу устройства ультрамикроскопа? Как определить средний радиус частиц золя с помощь ультрамикроскопа?
18. Какой принцип положен в основу устройства электронного микроскопа?

Раздел III
1. Каково строение мицеллы? Напишите формулу мицеллы золя с положительно и отрицательно заряженной частицей.
3. Как можно очистить коллоидную систему от примеси электролитов? Приведите схему электродиализатора.
6. Что такое коагуляция? Какие факторы могут ее вызвать? Что такое порог коагуляции для электролита?
8. Изложите основные принципы теории кинетики быстрой коагуляции. Приведите кривую кинетики коагуляции (координаты: число частиц – время).
11. В чем проявляется старение коллоидных систем? Что такое синерезис?
13. Как возникает структура в коллоидных системах, растворах, высокополимеров, растворах ПАВ? Какие структуры называют коагуляционными? Что такое тиксотропия?
16. Какие системы называют нормальновязкими? Напишите уравнение Ньютона для течения жидкостей. Как вязкость жидкостей зависит от приложенного напряжения?
18. Зависит ли вязкость текущей жидкости от приложенного к ней напряжения? Начертите кривые: вязкость – напряжение для нормальновязкой и структурированной систем.

Раздел IV
1. Какие системы называются аэрозолями? Каковы особенности их агрегативной и кинетической устойчивости? Каковы оптические свойства аэрозолей?
3. Какие системы называются суспензиями? Приведите примеры органо- гидросуспензий и области их применения.
6. Изложите способы определения ККМ в водных растворах коллоидных ПАВ.
8. Какие коллоидные ПАВ называют анионактивными? Чем они отличаются от катионактивных? Приведите примеры.
11. Сравните свойства аэрозолей и твердых золей, охарактеризуйте их оптические свойства. Приведите примеры.
13. Изложите основные положения термодинамики растворения высокомолекулярных соединений.
16. Как осмотическое давление раствора полимера зависит от концентрации? Приведите уравнение зависимости и поясните, как с его помощью определить молекулярную массу полимера.
18. Назовите особенности поведения амфотерных высокомолекулярных полиэлектролитов в растворах. Приведите определение изоэлектрического состояния.

Ниже указана стоимость за один вопрос в распечатанном виде:

Цена: 80 р.

Шифр зачетки оканчивается на 1, 2, 3, 4, 5.

1. Найдите удельную поверхность сульфида мышьяка. Средний диаметр коллоидных частиц его составляет 120 нм, плотность сульфида мышьяка равна 3,46∙103 кг/м3.
2. Используя уравнение Ленгмюра, рассчитайте адсорбцию азота на цеолите при равновесном давлении Р = 2,8∙102 Па, если a_∞ = 39∙10-3 кг/кг; k = 0,156∙10-2.
3. Золь AgI получен добавлением 8 см3 водного раствора KI концентрации 0,05 моль/л к 10 см3 водного раствора AgNO3 концентрации 0,02 моль/л. Напишите формулу мицеллы образовавшегося золя. Как будет заряжена частица?
4. Определите ζ-потенциал частиц гидрозоля гидроксида железа по данным: при электрофорезе смещение цветной границы a за время 60 мин составляет 0,01 м, расстояние между электродами 0,50 м, напряжение, приложенное к электродам, 120 В. Диэлектрическая проницаемость среды 81; вязкость 1∙10-3 Па∙с. Электрическая константа ε0 = 8,85∙10-12 Ф/м.
5. Рассчитайте адсорбцию масляной кислоты на границе водный раствор - воздух при 293 К и С = 0,104 кмоль/м3 по данным...
6. Найдите графически время половинной коагуляции Θ для гидрозоля селена; Т = 300 К по данным...
7. Вычислите молекулярную массу нитроцеллюлозы по данным: характеристическая вязкость ее раствора в ацетоне [η] = 0,204; К = 0,89∙10-5; α = 0,9.
8. Вычислите поверхностное натяжение глицерина, если в стеклянном капилляре с радиусом r = 0,4∙10-3 м он поднимается на высоту h = 27∙10-3 м. Плотность глицерина 1,26∙103 кг/м3. Краевой угол Θ принять равным нулю.
9. Рассчитайте время, необходимое для оседания сферических частиц каолина с высоты 10-2 м, если радиус их составляет 10-6 м. Плотности дисперсной фазы и дисперсионной среды 4∙103 и 1∙103 кг/м3 соответственно. Вязкость дисперсионной среды 1,5∙10-3 Па∙с.
10. Вычислите скорость истечения вязкой жидкости из вискозиметра через капилляр, длина которого l = 0,05 м и радиус r = 25∙10-5 м, под давлением P = 980 Па. Вязкость жидкости η = 5∙10-3 Па∙с.

Ниже указана стоимость за одну задачу в распечатанном виде:

Цена: 100 р.

Шифр зачетки оканчивается на 6, 7, 8, 9, 10.

11. Рассчитайте поверхностное натяжение ртути, если в стеклянном капилляре с радиусом r = 0,16∙10-3 м столбик ее опустился на 0,012 м ниже уровня ртути в сосуде. Плотность ртути 13,6∙103 кг/м3. Краевой угол Θ = 130 0С.
12. При адсорбции стеариновой кислоты из раствора в бензоле на коллоидном никеле получены следующие данные...
Рассчитайте константы уравнения Лэнгмюра а_∞ и k, пользуясь графическим методом. Определите удельную активную поверхность адсорбента, если площадь, занимаемая одной молекулой стеариновой кислоты в насыщенном адсорбционном слое равна 25∙10-20 м2.
13. По приведенным данным для поверхностного натяжения водных растворов уксусноэтилового эфира при 295 К постройте изотерму гиббсовской адсорбции:...
14. Рассчитайте скорость электрофореза коллоидных частиц берлинской лазури в воде, если ζ-потенциал равен 0,058 В; напряжение внешнего поля Н = 5∙102 В/м; вязкость среды η = 1∙10-3 Па∙с, диэлектрическая проницаемость ε=81, электрическая константа ε0= 8,85∙10-12 Ф/м.
15. При исследовании кинетики коагуляции водяного тумана начальная численная концентрация аэрозоля v = 102 частиц/м3. Рассчитайте и постройте в координатах 1/v- 1/t (используя уравнение для быстрой коагуляции) кривую изменения численной концентрации во времени (в с) для следующих интервалов: 120; 240; 360; 480; 600; 840. Время половинной коагуляции Θ = 1,2 с.
16. Определите скорость оседания частиц суспензии каолина в воде при 288 К. Радиус частиц r = 2∙10-6 м; плотность каолина ρ = 2,2∙103 кг/м3, вязкость воды η = 1,14∙10-3 Па∙с, плотность воды ρ = 1∙103 кг/м3.
17. Используя данные об оптической плотности полистирольного латекса (гидрозоля полистирола) при различных длинах волн, вычислите средний радиус частиц латекса:...
18. Для коагуляции 10 см3 золя AgI потребовалось 0,45 см3 раствора Ba(NO3)2 концентрации 0,05 моль/л. Рассчитайте порог коагуляции γ0, выразив его в молях на литр золя.
19. Определите энергию притяжения частиц r= 10-6 м. Константа молекулярных сил А = 0,1∙10-20 Дж, расстояние между частицами 30 нм. Как изменится энергия притяжения, если частицы приблизятся друг к другу на расстояние 10 нм?
20. Рассчитайте молекулярную массу полистирола по характеристической вязкости его толуольного раствора [η] = 0,105. Константа уравнения Марка-Гувинка: К = 1,7∙105, α = 0,69.

Ниже указана стоимость за одну задачу в распечатанном виде:

Цена: 100 р.

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРОМЫШЛЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ДИЗАЙНА»
ВЫСШАЯ ШКОЛА ТЕХНОЛОГИИ И ЭНЕРГЕТИКИ
Кафедра физической и коллоидной химии
Е.Ю. Демьянцева
КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
ДЛЯ СТУДЕНТОВ ЗАОЧНОГО ОБУЧЕНИЯ
Санкт-Петербург
2019

Стоимость выполнения заданий по коллоидной химии уточняйте при заказе.
Стоимость готовых работ уточняйте при заказе.
Готовы следующие варианты:

Вариант 0

Раздел I
Вопрос 10. Объясните физический смысл констант в уравнении Ленгмюра.
Вопрос 20. Применение явлений смачивания. Флотация.

Раздел II
Вопрос 10. Дать классификацию дисперсных систем в зависимости от размера частиц дисперсной фазы. Как классифицируются дисперсные системы по виду дисперсной фазы?
Вопрос 20. Какой принцип заложен в основу устройства электронного микроскопа?

Раздел III
Вопрос 10. Для каких дисперсных систем в качестве стабилизаторов используют мыла, белки. Приведите пример.
Вопрос 20. Начертите кривые: вязкость – напряжение для нормальной вязкой и структурированной систем.

Раздел IV
Вопрос 10. От чего зависит устойчивость пены? Как можно разрушить пену?
Вопрос 20. Синерезис. Его значение в промышленности.

Вариант 2

Раздел I
Вопрос 2. Что называется поверхностным натяжением? Факторы, влияющие на поверхностное натяжение.
Вопрос 12. Напишите уравнение БЭТ. Как определяют константы в уравнении БЭТ?

Раздел II
Вопрос 2. Какие существуют классификации дисперсных систем?
Вопрос 12. Назовите методы получения дисперсных систем.

Раздел III
Вопрос 2. Каковы пути синтеза коллоидных систем? Приведите примеры синтеза золя методом диспергации и методом конденсации.
Вопрос 12. В чем проявляется старение коллоидных систем?

Раздел IV
Вопрос 2. Назовите оптические свойства аэрозолей.
Вопрос 12. Какова причина возникновения электрического заряда у частиц аэрозоля?

Вариант 3

Раздел I
Вопрос 3. Ответьте (да, нет) на следующие утверждения:
а) поверхностная активность может быть только положительной;
б) поверхностная активность адсорбируемого вещества тем больше, чем сильнее уменьшается поверхностное натяжение с увеличением его концентрации;
в) вещество считается поверхностно-активным, если (dσ/dc) > 0;
г) при увеличении длины углеводородного радикала ПАВ поверхностная активность уменьшается.
Вопрос 13. Изложите сущность метода БЭТ определения удельной активной поверхности адсорбента.

Раздел II
Вопрос 3. Методы получения дисперсных систем.
Вопрос 13. Какова природа броуновского движения дисперсных систем? Какой величиной характеризуется интенсивность броуновского движения?

Раздел III
Вопрос 3. Как можно очистить коллоидную систему от примесей электролитов?
Вопрос 13. Что такое перезарядка поверхности? Какие ионы могут ее вызывать?

Раздел IV
Вопрос 3. Каков механизм стабилизации эмульсий поверхностно-активными веществами? Твердыми порошками?
Вопрос 13. Чем объясняется взрывоопасность некоторых аэрозолей?

Вариант 4

Раздел I
Вопрос 4. Какие вещества называются ПАВ? Особенности их строения на границе раздела жидкость-газ.
Вопрос 14. В чем заключаются основные положения теории мономолекулярной адсорбции?

Раздел II
Вопрос 4. Почему небо днем имеет голубую окраску, а на закате красную?
Вопрос 14. В чем заключается явление диффузии? Напишите уравнение Эйнштейна для коэффициента диффузии.

Раздел III
Вопрос 4. Назовите факторы стабилизации дисперсных систем. Приведите пример систем, стабилизированных адсорбционными слоями поверхностно-активных веществ.
Вопрос 14. Как возникает структура в коллоидных системах? Какие структуры называют коагуляционными?

Раздел IV
Вопрос 4. Какие системы называются суспензиями? Дайте примеры органо- и гидросуспензий и области их применения.
Вопрос 14. Какие существуют методы разрушения аэрозолей?

Вариант 5

Раздел I
Вопрос 5. Коллоидные растворы ПАВ, критическая концентрация мицеллообразования (ККМ).
Вопрос 15. Основные положения полимолекулярной адсорбции Поляни.

Раздел II
Вопрос 5. Каким образом определяется размер частиц дисперсных систем?
Вопрос 15. Для каких дисперсных систем применяют седиментацию в центробежном поле? Как в этом случае рассчитать радиус сферической частицы?

Раздел III
Вопрос 5. Что такое коагуляция? Какие факторы могут ее вызвать?
Вопрос 15. Что такое тиксотропия?

Раздел IV
Вопрос 5. Сравните свойства аэрозолей и твердых золей. Приведите примеры этих систем.
Вопрос 15. Какие дисперсные системы называются порошками, чем они отличаются от аэрозолей?

Вариант 6

Раздел I
Вопрос 6. Что такое адсорбция? Виды адсорбции. Единицы измерения.
Вопрос 16. Каковы особенности адсорбции твердыми адсорбентами из растворов? Каким правилам они подчиняются?

Раздел II
Вопрос 6. Дайте понятие монодисперсных и полидисперсных систем.
Вопрос 16. Какими оптическими свойствами обладает коллоидная система? Что такое оптическая плотность?

Раздел III
Вопрос 6. Что такое порог коагуляции для электролита?
Вопрос 16. Как зависит порог коагуляции от заряда коагулирующего иона? Сформулируйте правило Шульце.

Раздел IV
Вопрос 6. Какой вид устойчивости характерен для суспензии?
Вопрос 16. Какое практическое значение имеют дисперсные системы с твердой дисперсионной средой?

Вариант 8

Раздел I
Вопрос 8. Напишите эмпирическое уравнение адсорбции. Как определить его константы? Укажите применимости этого уравнения.
Вопрос 18. Смачивание. Избирательное смачивание.
Задача к разделу I.
На основании данных зависимости поверхностного натяжения водных растворов поверхностно-активных веществ (ПАВ) от концентрации при температуре 293 К (табл. 1) выполните следующие задания:
• рассчитайте, используя аналитический способ, величину гиббсовской адсорбции Г;
• постройте изотерму адсорбции;
• постройте изотерму поверхностного натяжения σ=f(C) и определите величину поверхностной активности;
• проведите графическое дифференцирование изотермы поверхностного натяжения и рассчитайте величину адсорбции;
Сделайте выводы о точности аналитического и графического методов расчета величины адсорбции Г.