ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
141 142
Задача 1. Рассчитать удельную поверхность одномер-
ной, двухмерной и трехмерной дисперсной фазы, если диа-
метр частиц и цилиндра, а так же толщина пленки составля-
ет 10 мкм, а плотность вещества дисперсной фазы – 1,5
10
3
кг/ м
2
.
Решение: 1) для одномерной системы (частицы) со-
гласно уравнению (II-2a) S
уд
=6/ (d p)= 6/(10·10
-6
·1,5
10
3
)=400 м
2
/кг;
2) для двухмерной системы (цилиндра) S
уд.
=4/(а р)=4/
(10 10
-6
1,5 10
3
)=267 м
2
/кг;
3) для трехмерной системы (пленки) S
уд.
=1/(a p)=1/(10
10
-6
1,5 10
3
)= 67 м
2
/к.
Задача 2. Массовая концентрация пыли в воздухе ра-
бочих зон помещений составляет 4,2 мг/ м
3
. Определить
численную концентрацию пыли, если средний диаметр час-
тиц составляет 3,7 мкм, а их плотность -1,1 10
3
кг/м
3
.
Решение: учитывая, что V=(4/3) πr
3
найдем
v
ч
= v
м
/(V p) = 3,42 10
-6
/4 3,14 (1,85 10
-6
)
3
1,1 10
3
=1,44 10
8
м
3
.
В 1 м
3
воздуха содержится 144 млн. частиц.
Задача 3. Вычислить степень адсорбции фенола на
поверхности капель эмульгированного масла по экспери-
ментальным данным в зависимости поверхностного натя-
жения водного фенола от его концентрации:
с·10
3
, моль/м
2
0,05 0,127 0,263 0,496
σ·10
3
,Дж/м
2
67,88 60,10 51,58 44,97
Решение: согласно уравнению Гиббса
Г= -
dc
d
RT
с
σ
⋅ ,
где величина
dc
d
σ
при с→0 называется поверхностной ак-
тивностью вещества (в данном случае фенола) и может
быть определена как тангенс угла наклона касательной к
кривой dσ=f(c) в точке, где с=0. Строим кривую dσ=f(c).
Тангенс угла наклона касательной в точке с=0 равен tgα
=0,0967. Вычисляем:
Г=
25
/10936,10967,0
298314,8
496,0
ммольtg
RT
с
−
⋅=
⋅
=
α
или с учетом молекулярной массы фенола М=94
Г=1,936·10
-5
·94 =1,82·10
-3
г/м
2
.
Задача 4. При 293 К и концентрации пропионовой ки-
слоты 0,1 кмоль/м
3
коэффициенты уравнения Шишковского
k=12,8 10
-3
, В=7,16. определить адсорбцию и поверхност-
ную активность.
Решение: из уравнения Ленгмюра и равенства Г
∞
=В/RT находим
1,016,71
1,016,7
29310314,8
108,12
11
3
3
⋅+
⋅
⋅
⋅⋅
⋅
=
+
⋅=
+
=Γ=Γ
−
−
∞
kc
kc
RT
В
kc
kc
=
2,19 10
-3
кмоль/м
2
. По уравнению Гиббса: Г=
dc
d
RT
с
σ
⋅ ,
кмоль
мДж
RT
сdc
d
g
⋅
⋅=⋅⋅
⋅
=
Γ
=−
−−
−
33
3
1033,529310314,8
1,0
1019,2
σ
.
Задача 5. Определите по уравнению Ленгмюра ад-
сорбцию пропионовой кислоты, поверхностное натяжение
раствора которой равно 55,6 мДж/м
2
. Концентрация кисло-
ты в растворе 0,5 моль/л, коэффициент k в уравнении Лен-
гмюра 7,73 л/моль, поверхностное натяжение воды при
295К 71,96 мДж/м
2
.
Решение. Предельную адсорбцию найдем по уравне-
нию:
2
6
3
0
1017,4
)73,75,01ln(295314,8
)6,5596,71(
)1ln( м
моль
kcRT
−
−
∞
⋅=
⋅+⋅
−
=
+
−
=Γ
σσ
Используя уравнение Ленгмюра и определим адсорбцию:
2
66
1032,3
73,75,01
73,75,0
10179,4
1 м
моль
kc
kc
−−
∞
⋅=
⋅+
⋅
=⋅=
+
Γ=Γ
.
Задача 1. Рассчитать удельную поверхность одномер- Тангенс угла наклона касательной в точке с=0 равен tgα
ной, двухмерной и трехмерной дисперсной фазы, если диа- =0,0967. Вычисляем:
метр частиц и цилиндра, а так же толщина пленки составля- с 0,496
ет 10 мкм, а плотность вещества дисперсной фазы – 1,5 Г= tgα = 0,0967 = 1,936 ⋅ 10 −5 моль / м 2
RT 8,314 ⋅ 298
103кг/ м2. или с учетом молекулярной массы фенола М=94
Решение: 1) для одномерной системы (частицы) со- Г=1,936·10-5·94 =1,82·10-3 г/м2.
гласно уравнению (II-2a) Sуд=6/ (d p)= 6/(10·10-6 ·1,5 Задача 4. При 293 К и концентрации пропионовой ки-
103)=400 м2/кг; слоты 0,1 кмоль/м3 коэффициенты уравнения Шишковского
2) для двухмерной системы (цилиндра) Sуд.=4/(а р)=4/ k=12,8 10-3, В=7,16. определить адсорбцию и поверхност-
(10 10-6 1,5 103)=267 м2/кг; ную активность.
3) для трехмерной системы (пленки) Sуд.=1/(a p)=1/(10 Решение: из уравнения Ленгмюра и равенства Г∞
10-6 1,5 103)= 67 м2/к. =В/RT находим
Задача 2. Массовая концентрация пыли в воздухе ра-
kc В kc 12,8 ⋅ 10 −3 7,16 ⋅ 0,1
бочих зон помещений составляет 4,2 мг/ м3. Определить Γ = Γ∞ = = ⋅ = −3
⋅ =
численную концентрацию пыли, если средний диаметр час- kc + 1 RT kc + 1 8,314 ⋅ 10 ⋅ 293 1 + 7,16 ⋅ 0,1
тиц составляет 3,7 мкм, а их плотность -1,1 103кг/м3. с dσ
2,19 10-3кмоль/м2. По уравнению Гиббса: Г= ⋅ ,
Решение: учитывая, что V=(4/3) πr3 найдем RT dc
vч = vм/(V p) = 3,42 10-6/4 3,14 (1,85 10-6)3 1,1 103=1,44 108 dσ Γ 2,19 ⋅ 10 −3 Дж ⋅ м
м3. g− = RT = 8,314 ⋅ 10 − 3 ⋅ 293 = 5,33 ⋅ 10 − 3
dc с 0,1 кмоль .
В 1 м3 воздуха содержится 144 млн. частиц.
Задача 3. Вычислить степень адсорбции фенола на
поверхности капель эмульгированного масла по экспери- Задача 5. Определите по уравнению Ленгмюра ад-
ментальным данным в зависимости поверхностного натя- сорбцию пропионовой кислоты, поверхностное натяжение
жения водного фенола от его концентрации: раствора которой равно 55,6 мДж/м2. Концентрация кисло-
с·103 , моль/м2 0,05 0,127 0,263 0,496 ты в растворе 0,5 моль/л, коэффициент k в уравнении Лен-
3
σ·10 ,Дж/м 2
67,88 60,10 51,58 44,97 гмюра 7,73 л/моль, поверхностное натяжение воды при
Решение: согласно уравнению Гиббса 295К 71,96 мДж/м2.
с dσ Решение. Предельную адсорбцию найдем по уравне-
Г= - ⋅ , нию:
RT dc
dσ σ0 −σ (71,96 − 55,6) −3 моль
где величина при с→0 называется поверхностной ак- Γ∞ = = = 4,17 ⋅ 10− 6
dc RT ln(1 + kc) 8,314 ⋅ 295 ln(1 + 0,5 ⋅ 7,73) м2
тивностью вещества (в данном случае фенола) и может Используя уравнение Ленгмюра и определим адсорбцию:
быть определена как тангенс угла наклона касательной к kc 0,5 ⋅ 7,73 моль
Γ = Γ∞ = 4,179 ⋅ 10− 6 = = 3,32 ⋅ 10− 6 .
кривой dσ=f(c) в точке, где с=0. Строим кривую dσ=f(c). 1 + kc 1 + 0,5 ⋅ 7,73 м2
141 142
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 68
- 69
- 70
- 71
- 72
- …
- следующая ›
- последняя »
