Ім'я файлу: ПЯ.docx
Розширення: docx
Розмір: 383кб.
Дата: 21.02.2024
скачати
Пов'язані файли:
Інтелектуальна власність.docx
Перепелиця В.О._ХТ-322.doc
Освоєння космосу історія і сучасність.doc

ПЯ
7. Сформулировать основные положения теории Ленгмюра.

Теория мономолекулярной адсорбции основывается на следующих положениях:

1) Адсорбция является локализованной (происходит на адсорбционных центрах).

2) Адсорбция происходит не на всей поверхности адсорбента, а на активных центрах, которыми являются выступы либо впадины на поверхности адсорбента. Активные центры считаются независимыми (т.е. один активный центр не влияет на адсорбционную способность других), и тождественными.

3) Каждый активный центр способен взаимодействовать только с одной молекулой адсорбата; в результате на поверхности может образоваться только один слой адсорбированных молекул.

4) Процесс адсорбции находится в динамическом равновесии с процессом десорбции.
18. В чем специфика ионной адсорбции? Каким образом влияет радиус

и валентность ионов на адсорбцию?

Ионная адсорбция – адсорбция сильных электролитов из водных растворов, обусловленная химическими и электростатическими силами.

Ионы избирательно адсорбируются на поверхностях, состоящих из ионов или полярных молекул. Ионная адсорбция более сложное явление, чем молекулярная, в большинстве случаев скорость ионной адсорбции с повышением температуры возрастает, поэтому ее называют активированной, это свидетельствует о том, что происходит образование поверхностных химических соединений.

Избирательная адсорбция ионов – процесс фиксации на твердой поверхности ионов одного знака заряда при сохранении подвижности ионов противоположного знака. Поглощаться поверхностью будет тот ион, химический потенциал которого в растворе выше, чем в твердой фазе, поэтому почти всегда один из ионов адсорбируется селективно (избирательно).

Влияние природы ионов на их адсорбционную способность

1. С увеличением заряда иона его адсорбционная способность увеличивается.

2. С увеличением радиуса иона его адсорбционная способность увеличивается.
3. Вычислить удельную поверхность 1 кг золя сернистого мышьяка, частицы которого имеют средний диаметр d = 120·10–9 м, а плотность золя равна ρ = 3,43·103 кг/м3 .


ЭКЯ
7. Каким образом влияет концентрация электролита на величину электрокинетического потенциала?

В соответствии с уравнением теории строения двойного ионного слоя Гуи-Чепмена, электрокинетический потенциал должен уменьшаться линейно при повышении концентрации электролита, пропорционально C1/2. Такая зависимость может проявляться только в случае, если наблюдается лишь электростатическое взаимодействие, т.е. происходит неспецифическая адсорбция введенных в систему ионов. Поскольку именно такие представления положены в основу теории Гуи-Чепмена, хотелось бы напомнить, что неспецифическая адсорбция является лишь идеализацией, хотя в целом и полезной, реальной ситуации.

На практике зависимость электрокинетического потенциала от концентрации электролитов определяется прежде всего именно специфической адсорбцией ионов, что приводит к тому, что ионы одинаковой валентности будут тем сильнее снижать электрокинетический потенциал, чем меньше их гидратная оболочка, что способствует адсорбции.
18. Как построена мицелла йодистого серебра, полученная из раствора

азотнокислого серебра при избытке йодистого калия?
Внутренней сплошной линией очерчен агрегат, на поверхности которого адсорбированы ионы йода; вместе с агрегатом они составляют ядро частицы. Пунктирная линия ограничивает коллоидную частицу. Наружной сплошной линией очерчена мицелла.



3. Вычислить ξ–потенциал коллоидных частиц трехсернистого мышьяка в воде, если при электрофорезе за 260 с граница сместилась на 7,2·10–2 м; градиент внешнего электрического поля Η = 6,3⋅103 B/м; вязкость среды η = 1·10-3 Па⋅с; ε = 81; ε0 = 8,85⋅10–12 Ф/м.



ОС

18. Какую информацию о дисперсной системе дают интегральная и

дифференциальная кривые распределения частиц по размерам?

Результаты дисперсионных анализов могут быть изображены графически в виде интегральных и дифференциальных кривых распределения частиц по размерам. На гранулометрическом графике по оси абсцисс откладывается линейный размер (d) измеряемых частиц. В случае интегрального графика распределения размеров частиц по оси ординат откладываются объемные доли (Q) частиц, размер которых меньше текущего. Таким образом, интегральная кривая распределения представляет собой некую функцию Q=f(d).

Интервалы объемных долей можно представить в виде столбиков с высотой Fi=ΔQi, в таком случае мы получим дифференциальную гистограмму распределения частиц по размерам. Основными статистическими характеристиками дифференциальных кривых распределения частиц по размерам являются: среднее значение, медиана и мода распределения.
3. Определить диаметр частиц аэрозоля по методу ультрамикроскопии в потоке: в объеме W = 2,2⋅10–19 м 3 подсчитано 87 сферических частиц аэрозоля − дыма мартеновских печей. Концентрация аэрозоля C = 1⋅10–4 кг/м3 ; плотность дисперсной фазы ρ = 2⋅103 кг/м3 .







УК
7. В чем суть теории кинетики быстрой коагуляции Смолуховского?

Основные положения теории быстрой коагуляции Смолуховского:

  1. частицы дисперсной фазы сближаются в результате броуновского движения, слипаются, образуют агрегат, который совершает дальнейшее броуновское движение как единое целое;

  2. скорость сближения частиц определяется коэффициентом диффузии и средним расстоянием между частицами;

  3. в каждом элементарном акте участвуют только две частицы дисперсной фазы;

  4. все частицы имеют одинаковый размер и обладают одинаковой подвижностью, форму частиц считают сферической.


18. Какие параметры дисперсной системы влияют на скорость коагуляции

частиц в соответствии с теорией Смолуховского?
Согласно теории Смолуховского, константа скорости коагуляции k зависит от интенсивности броуновского движения и определяется коэффициентом диффузии D и расстоянием между центрами дисперсных частиц d, на котором действуют силы притяжения между частицами

3. Какое количество электролита K2Cr2O7 нужно добавить к 10⋅см3 золя Al2O3, чтобы вызвать его коагуляцию? Концентрация электролита составляет 0,01 кмоль/м 3; порог коагуляции золя равен Pk = 0,63⋅10–3 кмоль/м 3



ПЯ

10. В чем особенности структуры молекул ПАВ? Как фиксируются эти

молекулы в адсорбционном слое на границе вода − воздух?

Поверхностно-активные вещества - химические соединения, которые, концентрируясь на поверхности раздела фаз, вызывают снижение поверхностного натяжения.

Основной количественной характеристикой ПАВ является поверхностная активность - способность вещества снижать поверхностное натяжение на границе раздела фаз - это производная поверхностного натяжения по концентрации ПАВ при стремлении С к нулю. Однако, ПАВ имеет предел растворимости (так называемую критическую концентрацию мицеллообразования или ККМ), с достижением которого при добавлении ПАВ в раствор концентрация на границе раздела фаз остается постоянной, но в то же время происходит самоорганизация молекул ПАВ в объёмном растворе (мицеллообразование или агрегация). В результате такой агрегации образуются так называемые мицеллы. Отличительным признаком мицеллообразования служит помутнение раствора ПАВ. Водные растворы ПАВ, при мицеллообразовании также приобретают голубоватый оттенок (студенистый оттенок) за счёт преломления света мицеллами. Теоретически любое химическое соединение, имеющее в молекуле гидрофильные и гидрофобные участки, будет поверхностно активным.
20. Что такое хроматография? В чем заключается физико-химический

принцип хроматографического разделения веществ?

Хроматография — это метод исследования газовых, жидкостных, паровых или растворенных веществ путем их физико-химического разделения на монокомпоненты. Сам хроматографический метод основан на распределении элементов смесей между подвижной (элюент) и неподвижной фазами (твердое вещество или жидкость на основе инертного носителя). После разделения смеси качественные характеристики и количественное содержание каждого из элементов можно определить любыми способами химического или физического исследования. Если исследуемое вещество не разделилось на компоненты хроматографическим путем, то его принято считать однородным.

20. Построить график адсорбции углекислого газа на активированном угле (при Т = 271 К) в интервале давлений 2·102 ÷ 30·102 Па, если константы уравнения Бедеккера-Фрейндлиха β1 = 1,6·10–3 и 1/n = 0,48.


ЭКЯ
4. Как устроен ионный слой на поверхности частицы? Какие ионы называются потенциалопределяющими и какие − противоионами? Привести примеры.

Двойной электрический слой представляет собой слой ионов, образующийся на поверхности частицы в результате адсорбции ионов из раствора или диссоциации поверхностных соединений. Поверхность частицы приобретает слой ионов определенного знака, равномерно распределенный по поверхности и создающий на ней поверхностный заряд. Эти ионы называют потенциалопределяющими (ПОИ). К поверхности частицы из жидкой среды притягиваются ионы противоположного знака, их называют противоионами (ПИ).
11. В чем сущность явления электрофореза? Как по скорости электрофореза определить величину и знак ξ–потенциала? Привести примеры промышленного использования электрофореза.

Электрофоре́з это электрокинетическое явление перемещения частиц дисперсной фазы (коллоидных или белковых растворов) в жидкой или газообразной среде под действием внешнего электрического поля. 
21. Вычислить электрокинетический потенциал золя AgJ в метиловом спирте, если скорость электрофореза составляет 6,6⋅10−6 м/с; градиент внешнего поля равен 300 В/м; вязкость раствора равна η = 0,61⋅10−3 Па⋅с; ε = 34 ; ε0 = 8,85⋅10–12 Ф/м.


ОС

4. Какими оптическими свойствами обладают коллоидные системы? Что такое оптическая плотность?

Для коллоидных систем с частицами, значительно меньшими, чем длина волны, характерно другое явление светорассеяния - опалесценция.

Опти́ческая пло́тность - мера ослабления света прозрачными объектами или отражения света непрозрачными объектами.

10. С помощью метода ультрамикроскопии в воздушном потоке в объеме W = 2⋅10–11 м3 подсчитано 80 кубических частиц аэрозоля − дыма мартеновских печей. Определить среднюю длину ребра частицы, если весовая концентрация аэрозоля C = 10,6⋅10–5 кг/м3 ; плотность ρ = 2⋅103 кг/м3 .





УК

4. Как изменяется сила взаимодействия в зависимости от расстояния между частицами согласно теории ДЛФО?

На малых расстояниях (h = 1,0 нм) преобладает притяжение, и на кривых U = f(h) образуется первый минимум (первая потенциальная яма). Глубина первого минимума может достигать 20 − 25 kT. На средних расстояниях (h = 1,0 ÷ 10,0 нм) преобладает отталкивание, и на потенциальной кривой возникает максимум − потенциальный барьер отталкивания. Высота барьера изменяется от 0 до 100 kТ. На 166 больших расстояниях (h = 10,0 ÷ 100,0 нм) снова преобладает притяжение, и на кривой U = f(h) появляется второй минимум (вторая потенциальная яма), глубина которого невелика и изменяется от 0 до 10 kТ
11. Как зависит порог коагуляции от заряда иона электролита?

Сопоставление коагулирующего действия электролитов с их влиянием на электрокинетические свойства показало, что порог коагуляции соответствует уменьшению электрокинетического потенциала примерно до 30 мВ, тогда как приближение к области быстрой коагуляции ведет к падению z-потенциала до весьма малых значений. Уже из этого факта можно сделать вывод, что именно электростатическое отталкивание коллоидных частиц ответственно за устойчивость таких гидрозолей. По эмпирическому правилу Шульце-Гарди порог коагуляции определяется в основном валентностью противоионов: отношение порогов коагуляции одно-, двух- и трёхвалентных противоионов приближенно равно 1:0,016:0,0013 (соответственно отношение обратных величин — коагулирующих способностей равно 1:60:700).

Вместе с тем, наряду с общим уменьшением порога коагуляции с ростом валентности противоионов наблюдаются более слабые различия коагулирующих способностей ионов одной валентности — так называемые лиотропные ряды ионов, — связанные с различием их поляризуемости и гидратируемости.
20. Рассчитать энергию отталкивания Uэ сферических частиц диаметром 20 нм в водном растворе NaCl при расстояниях между их поверхностями h = 1, 2, 5, 10, 15 нм. Построить график зависимости U f(э) для потенциала φ = 4·10–2 Β; Τ = 293 К; ε = 81; ε0 = 8,85⋅10–12 Ф/м; χ = 6·108 м –1.



скачати

© Усі права захищені
написати до нас