Вариант 1

1.1. Золь сернокислого бария получен смешением равных объемов растворов Ва(NО₃)₂ и Н₂SО₄. Написать формулу мицеллы. Одинаковы ли исходные концентрации растворов, если частицы золя перемещаются к аноду?

1.2. Аэрозоль ртути сконденсировался в виде большой капли объемом 3,5 см3. Определите, на сколько уменьшилась поверхностная энергия ртути, если дисперсность аэрозоля составляла 10 мкм-1. Поверхностное натяжение ртути примите равным 0,475 Дж/м 2.

1.3. Определить краевой угол смачивания, образованный каплей воды на твердом теле, если поверхностные натяжения на границе воздух твердое тело, жидкость твердое тело и жидкость воздух соответственно равны 0,067; 0,020 и 0,074 Дж/м2.

1.4. Определить величину адсорбции (кмоль/м2) при 150С для водного раствора ацетона, содержащего 29 г/л ацетона, если поверхностное натяжение раствора 59,410-3 Н/м.

1.5. Вычислите средний квадратичный сдвиг частиц гидрозоля гидроксида железа (III) за 10 с, если радиус частиц равен 50 мкм, вязкость воды η = 10-3 Па∙с, температура 200 С.

1.6. Вычислить электрофоретическую скорость частиц золя сульфида мышьяка (lll), если ξ–потенциал частиц равен 89,5 мВ, разность потенциалов между электродами 240В, расстояние между ними 20 см, вязкость 0,001 Па∙с, диэлектрическая проницаемость 81. Форма частиц цилиндрическая.

Вариант 2

2.1. Для получения золя AgCl смешали 10∙10-6 м3 0,02 н раствора КСl и 100∙10-6 м3 0,05 н раствора AgNO₃. Написать формулу мицеллы этого золя и указать направление движения частиц при электрофорезе.

2.2. Рассчитайте поверхностное натяжение ртути, если в стеклянном капилляре радиусом 0,16 ∙ 10-3 м столбик ее опустился на 0,012 м ниже уровня ртути в сосуде. Плотность ртути равна 13,6 ∙ 103 кг/м3. Краевой угол смачивания равен 1300.

2.3. Рассчитайте работу адгезии для воды, глицерина и бензола, смачивающих фторопласт. Поверхностное натяжение (на границе с воздухом) воды, глицерина и бензола соответственно равны 71,96; 63,20 и 28,90 мДж/м2, а краевые углы составляют 108, 100 и 460.

2.4. Определить поверхностный избыток (кмоль/м3) для водных растворов изовалериановой кислоты при 150 С, пользуясь данными:

С кислоты, кмоль/ м3  0,0312  0,25

σ, Н/ м                      57,5 ∙10-3   35,0 ∙10-3

Поверхностное натяжение воды определить по таблице.

2.5. Показать, что среднеквадратичный сдвиг частиц радиусом r₁ = 100 мкм и r₂ = 1 мкм соответствует уравнению Эйнштейна, если смещение Δ соответственно равно 4,1 мкм и 41 мкм за одно и то же время.

2.6. Вычислить электрофоретическую скорость частиц глины, если ξ потенциал частиц 48,8 мВ. Разность потенциалов между электродами 220В, расстояние между ними 44 см, вязкость среды 10-3 Па∙с, диэлектрическая проницаемость 81. Форма частиц цилиндрическая.

Вариант 3

3.1. Золь Аl(ОН)₃ получен смешением равных объемов растворов А1С1₃ и NaОН. Написать формулу мицеллы золя. Одинаковы ли исходные концентрации электролитов, если при электрофорезе частицы движутся к катоду?

3.2. Вычислите поверхностное натяжение глицерина, если в стеклянном капилляре с радиусом 0,4 ∙ 10-3 м он поднимается на высоту 27∙10-3 м. Плотность глицерина равна 1,26 ∙103 кг/м3. Краевой угол смачивания равен нулю.

3.3. Вычислите коэффициент растекания и определите, будет ли растекаться нормальный гексан по воде, если работа когезии для гексана 0,0368 Дж/м2, а работа адгезии гексана к воде 0,0401 Дж/м2.

3.4. При адсорбции полибутадиена из раствора в гексане при температуре 293 К на сульфате кальция получены следующие экспериментальные данные:

С, кг/м3            2,0    4,2    6,4   8,0

Г ∙10 3,кг/кг    2,03   4,22  6,97  7,60

Определите константы уравнения Ленгмюра.

3.5. Определить среднеквадратичный сдвиг частиц дыма хлорида аммония с радиусом 10-7 м при 273 К за 5 с. Вязкость воздуха η = 1,7∙10-5 Па∙с.

3.6. Вычислить ξ–потенциал частиц золя Al₂S₃, если при измерении электрофоретической скорости, приложенная внешняя ЭДС равна 240 В, расстояние между электродами 30 см, перемещение частиц за 10 минут составляет 14,36 мм. Диэлектрическая проницаемость 81, вязкость 1∙10-3 Па∙с, форма частиц цилиндрическая.

Вариант 4

4.1. Золь Fe(OH)₃ получен методом гидролиза FeC1₃. Напишите формулу мицеллы, если считать, что стабилизатором золя является раствор хлорида железа (III).

4.2. Найдите поверхностное натяжение жидкости, если в капилляре с диаметром 2 мм она поднимается на высоту 15 мм. Плотность жидкости 0,998 г/см3, краевой угол мениска равен 00. Сделайте предположение о природе жидкости.

4.3. Экспериментально получено значение коэффициента растекания гептанола по воде, равное 37 мН/м. Рассчитайте межфазное натяжение на границе вода – гептанол, принимая значения поверхностных натяжений воды и гептанола соответственно 71,96 и 26,10 мН/м.

4.4. При адсорбции углекислого газа на саже с удельной поверхностью 73,7∙103 м2/ кг были получены следующие данные:

Рассчитайте площадь, занимаемую молекулой углекислого газа в плотном монослое.

4.5. Вычислить среднеквадратичный сдвиг частиц при броуновском движении эмульсии с радиусом 6,5∙10-6 м за 1 с, вязкость среды η = 10-3 Па∙с, температура 288 К.

4.6. Определите потенциал течения, если через пленку продавливается 42,4% водный раствор этилового спирта при давлении р =20∙10-3 Па. Удельная электропроводность раствора χ = 0,13 См∙м-1, относительная диэлектрическая проницаемость 41,3, вязкость 0,9 ∙10-3 Па∙с, электрокинетический потенциал 16∙мВ.

Вариант 5

5.1. Заряд частицы гидрозоля SiO₂ возникает в результате диссоциации кремниевой кислоты, образующейся на поверхности коллоидных частиц при взаимодействии поверхностных молекул SiO₂ c H ₂O. Написать формулу мицеллы золя.

5.2. Для определения поверхностного натяжения воды взвешивают капли, отрывающиеся от капилляра, измеряют диаметр шейки капли в момент ее отрыва. Оказалось, что масса 318 капель воды равна 5 г, а диаметр шейки капли 0,7 мм. Рассчитайте поверхностное натяжение воды.

5.3. Вычислите поверхностное натяжение олеиновой кислоты, если коэффициент растекания её по воде равен 72,5∙10-3 Дж/м2, межфазное натяжение составляет 0,016 Дж/м2.

5.4. По уравнению Ленгмюра вычислите величину адсорбции азота на цеолите при давлении р=1,5∙102 н/м2, если Г_∞= 38,9∙10-3 кг/кг, k = 0,156∙10-2.

5.5. Вычислите по среднеквадратичному сдвигу Δ частиц гуммигута постоянную Авогадро, если радиус частиц равен 0,212 мкм, а за время τ =1 мин частица переместилась на 0,65 мкм при 170 С. Вязкость среды η = 1,1∙10-3 Па∙с.

5.6. Рассчитайте электрокинетический потенциал поверхности кварца по данным, полученным при исследовании электроосмотического переноса жидкости через кварцевую мембрану: сила тока 2∙10-3 А, объемная скорость раствора KCl, переносимого через мембрану 0,02 мл/с, удельная электропроводность раствора 1,2∙10-2 См∙м-1, вязкость 2∙10-2 Па∙с, относительная диэлектрическая проницаемость 80,1.

Вариант 6

6.1. Золь As₂S₃ получен пропусканием через разбавленный водный раствор оксида мышьяка /Ш/, стабилизатором золя является Н₂S. Написать уравнение реакции образования золя и формулу мицеллы. Каков знак заряда коллоидных частиц?

6.2. Вычислите поверхностное натяжение воды, определяемое методом капиллярного поднятия, если при 298 К вода поднялась в капилляре на высоту 35,3 мм. Диаметр капилляра определен путем измерения длины столбика и массы ртути, заполнившей капилляр под давлением: длина столбика ртути составила 8,04 см, масса его 0,565 г. Плотность ртути 13,54 г/см3 , плотность воды 0,997 г/см3 .

6.3. Рассчитайте работу адгезии глицерина к 14%-ному гелю желатины, нанесенному на парафин, если краевой угол равен 690. Поверхностное натяжение глицерина 63,4 мН/м. Найдите коэффициент растекания глицерина по поверхности геля.

6.4. По константам уравнения Ленгмюра Г_∞ = 18,2∙10-3 кг/кг и k = 0,1∙10-2 м2 рассчитайте величину адсорбции углекислого газа на активированном угле при давлении газа, равном 4∙103 н/м2.

6.5. Рассчитайте коэффициент диффузии частиц дыма оксида цинка при радиусе r = 2∙10-6м; вязкость воздуха η = 1,7∙10-3 Па∙с, температура 283 К.

6.6. Какова молекулярная масса натурального каучука, если при его растворении в бензоле характеристическая вязкость [η] оказалось равной 0,126 м3/кг, константы уравнения Марка Гувинка К = 5∙10-5 и α =0,67?

Вариант 7

7.1. Золь Cd(OH)₂ получен смешением равных объемов растворов CdCI₂ и NaОН. Написать формулу мицеллы золя. Одинаковы ли исходные концентрации электролитов, если частицы движутся к катоду?

7.2. Рассчитайте полную поверхностную энергию 5 г эмульсии бензола в воде с концентрацией 75 % (массовых) и дисперсностью D = 2 мкм-1 при температуре 313 К. Плотность бензола при этой температуре равна 0,858 г/см3, поверхностное натяжение σ = 32,0 мДж/м2, температурный коэффициент поверхностного натяжения бензола dσ/dT = 0,13 мДж/(м2 К).

7.3. Рассчитайте работу когезии вазелинового масла и работу адгезии к гелю желатины, сформированному на фторопласте, если краевой угол равен 400. Поверхностное натяжение вазелинового масла 30 мДж/м2.

7.4. При адсорбции стеариновой кислоты на сульфате кальция из толуольного раствора различной концентрации получены следующие экспериментальные данные:

Определите удельную поверхность адсорбента, если известно, что площадь, занимаемая одной молекулой кислоты в насыщенном монослое, равна 20,5 (А0)2.

7.5. Определите коэффициент диффузии мицелл мыла в воде при 313 К и среднем радиусе мицелл r = 125∙10-10 м. Вязкость среды η = 6,5∙10-10 Па∙с, постоянная Больцмана k = 1,38∙10-23 Дж/К.

7.6. Рассчитайте молекулярную массу поливинилового спирта по данным вискозиметрического метода: характеристическая вязкость[η] = 0,15; константы уравнения Марка Гувинка К = 4,53∙10-5, α =0,74.

Вариант 8

8.1. Определите энергию Гиббса поверхности 5 г тумана воды, если поверхностное натяжение капель жидкости составляет 71,96 мДж/м2, а дисперсность частиц 60 мкм-1. Плотность воды примите равной 0,997 г/см 3.

8.2. Золь Cd(OH)₂ получен смешением равных объемов растворов CdCI₂ и NaОН. Написать формулу мицеллы золя. Одинаковы ли исходные концентрации электролитов, если частицы движутся к аноду?

8.3. Вычислите краевой угол, образованный формамидом на поверхности желатинового геля, если работа адгезии составляет 48,7 мДж/м2. Поверхностное натяжение формамида равно 38,2 мДж/м2.

8.4. При исследовании адсорбции стеариновой кислоты из ее растворов в н-гексане различных концентраций С на порошке стали получены результаты:

Рассчитайте удельную поверхность порошка стали, принимая площадь одной молекулы стеариновой кислоты в насыщенном монослое 0,20 нм2.

8.5. Среднеквадратичное значение проекции сдвига частицы гидрозоля SiO₂ за 3 с составляет 8 мкм. Определите радиус частицы, если вязкость дисперсионной среды равна 1∙10-3 Па∙с при 293 К.

8.6. Определите молекулярную массу поливинилацетата в хлороформе, используя следующие данные: [η] = 0,340; константы уравнения Марка Гувинка К = 6,5∙10-5, α = 0,71.

Вариант 9

9.1. Определите поверхностное натяжение бензола при 293, 313 и 343 К. Примите, что полная поверхностная энергия не зависит от температуры и для бензола равна 61,9 мДж/м2. Температурный коэффициент dσ/dT = 0,13 мДж/(м2∙К)

9.2. Золь сернокислого бария получен смешением равных объемов растворов Ва(NО₃)₂ и Н₂SО₄. Написать формулу мицеллы. Одинаковы ли исходные концентрации растворов, если частицы золя перемещаются к катоду?

9.3. Коэффициент растекания хлорбензола на поверхности воды при 200С составляет 2,3 мДж/м2. Рассчитайте межфазное натяжение на границе двух жидкостей, принимая значения поверхностных натяжений воды и хлорбензола соответственно 71,96 и 35,97 мДж/м2.

9.4. Для водного раствора пропилового спирта при 295 К найдены следующие значения констант уравнения Шишковского: b = 0,198, a = 0,151. Вычислите поверхностное натяжение раствора при концентрации спирта, равной 0,5 кмоль/м3.

9.5. Определите проекцию среднего сдвига Δ для частиц гидрозоля за время 10 с, если радиус частиц 0,05 мкм, температура опыта 293 К, вязкость среды 1∙10-3 Па∙с.

9.6. Вычислите скорость истечения вязкой жидкости из вискозиметра через капилляр, длина которого l = 0,05 м, радиус r = 25∙10-5м, под давлением Р=980 Па. Вязкость жидкости η = 5∙10-3Па∙с.

Вариант 10

10.1. Рассчитайте полную поверхностную энергию 5 г эмульсии бензола в воде с концентрацией 55% (массовых) и дисперсностью 3 мкм-1 при температуре 313 К. Плотность бензола 0,858 г/см3, межфазное поверхностное натяжение 26,13 мДж/м2, температурный коэффициент поверхностного натяжения бензола dσ/dT = 0,13 мДж/(м2 ∙К).

10.2. Золь Аl(ОН)₃ получен смешением равных объемов растворов А1С1₃ и NaОН. Написать формулу мицеллы золя. Одинаковы ли исходные концентрации электролитов, если при электрофорезе частицы движутся к аноду?

10.3. Экспериментально получено значение коэффициента растекания гептанола по воде, равное 37 мН/м. Рассчитайте межфазное натяжение на границе вода-гептанол, принимая значения поверхностных натяжений воды и гептанола соответственно 71,96 и 26,1 мН/м.

10.4. Вычислите адсорбцию масляной кислоты на поверхности раздела водного раствора с воздухом при 00 С и концентрации С = 0,1 кмоль/м3, если константы уравнения Шишковского в этом случае составляют b=0,22, a=0,0165. Поверхностное натяжение воды равно 75,49 мН/м.

10.5. Определите высоту, на которой после установления диффузионно седиментационного равновесия концентрация частиц гидрозоля SiO₂ уменьшится вдвое. Частицы золя сферические, дисперсность частиц: а) 0,2 нм-1; б) 0,1 нм-1; в) 0,01 нм-1 . Плотность SiO₂ 2,7 г/см3, плотность воды 1 г/см3, температура 298 К.

10.6. Определите вязкость машинного масла, если через капилляр длиной 6см и диаметром 1 мм оно протекает со скоростью 2,04∙10-3 см3/с, под давлением в 100 Па.