Руководство к решению примеров и задач по коллоидной химии. Цыренова С.Б - 21 стр.

     1. Рассчитайте работу адгезии в системе вода-графит, зная, что краевой угол равен 900,
а поверхностное натяжение воды состовляет 71,96мДж/м2. Определите коэффициент расте-
кания воды на графите.
     Решение. Выражение для работы адгезии через краевой угол дается уравнением Дюпре
- Юнга:
                      WA=σжг (I + cosθ) = (I + cos 900) = 71,96мДж/м2,
работа когезии WK = 2σ H 2 O = 2 ⋅ 71,96 = 143,92 мДж / м2 .
Коэффициент растекания рассчитывается по соотношению
f = WA-WK = 71,96 – 143,92 = -71,96 мДж/м2, т.е. вода не растекается по графиту.
      2. Рассчитайте работу адгезии Wa ртути к стеклу при 293 К, если известен краевой угол
θ = 130 0 . Поверхностное натяжение ртути σ = 475 мДж/ м 2. Найдите коэффициент растека-
ния f ртути по поверхности стекла.
      Решение. Выражение для работы адгезии через краевой угол дается уравнением Дю-
пре - Юнга:
Wa = σ ж - г (1 + соs θ) = 475 (1 + cos 130 0) = 475 (1 - 0.64) = 171 мДж/м 2.
   Коэффициент растекания рассчитывают по соотношению
      f=Wa-Wк,
      где W к = 2 σ Н g представляет работу когезии;
      f = 171 - 2 . 475 = - 779 мДж/м 2, т. е. растекания нет.
                              2.3.Задачи для самостоятельного решения
      1. 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.
      2. Рассчитайте работу адгезии для воды, глицерина и бензола, смачивающих фторо-
пласт. Поверхностное натяжение (на границе с воздухом) воды, глицерина и бензола соот-
ветственно равны 71,96; 63,2 и 28,9 мДж/м2, а краевые углы составляют 108, 100 и 460.
      3. Вычислите коэффициент растекания и определите, будет ли растекаться нормаль-
ный гексан по воде, если работа когезии для гексана 0,0368 Дж/м2, а работа адгезии гексана к
воде 0,0401 Дж/м2.
     4. Экспериментально получено значение коэффициента растекания гепта-
нола по воде, равное 37мН/м. Рассчитайте межфазное натяжение на границе
вода - гептанол, принимая значения поверхностных натяжений воды и гептано-
ла соответственно 71,96 и 26,1 мН/м.
      5. Вычислите поверхностное натяжение олеиновой кислоты, если коэффициент расте-
кания её по воде равен 72,5⋅10-3 Дж/м2, межфазное натяжение составляет 0,016 Дж/м2.
      6. Через водную суспензию, состоящую из частиц кварца и графита, пропускается
воздух. Какие частицы будут выносится с пеной, если краевой угол кварца 00, графита 600?
      7. Порошок кварца и серы осторожно высыпали на поверхность воды. Какое явление
можно наблюдать, если краевой угол для кварца 00, для серы 780?
      8. Рассчитайте работу адгезии глицерина к 14%-ному гелю желатины, нанесенному на
парафин, если краевой угол равен 690. Поверхностное натяжение глицерина σ = 63,4мН/м.
Найдите коэффициент растекания глицерина по поверхности геля.
      9. 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.
      10. Вычислите краевой угол, образованный формамидом на поверхности желатинового
геля, если работа адгезии составляет 48,7 мДж/м2. Поверхностное натяжение формамида рав-
но 38,2 мДж/м2.
      11. Коэффициент растекания хлорбензола на поверхности воды при 200С составляет
2,3 мДж/м2. Рассчитайте межфазное натяжение на границе двух жидкостей, принимая значе-
ния поверхностных натяжений воды и хлорбензола соответственно 71,96 и 35,97 мДж/м2