Руководство к решению примеров и задач по коллоидной химии. Цыренова С.Б - 36 стр.

UptoLike

Рубрика: 

9. В чем заключается процесс солюбилизации?
10. Перечислите стадии моющего действия.
11. При каких условиях происходит отрыв масляных загрязнений?
12. Почему в растворах коллоидных ПАВ происходит дробление твердых и масляных
частиц загрязнений?
13. Почему предотвращается оседание частиц загрязнений на обрабатываемую поверх-
ность в моющем процессе?
14. Каким образом можно рассчитать поверхностную активность коллоидных ПАВ,
зная
σ
ккм
(напишите формулу).
15. По какой формуле можно рассчитать
σ
кр
?
16. Напишите уравнение Дебая, используемое для расчета мицеллярной массы.
17. Что означаетчисло агрегациии как его рассчитать?
4.2.Примеры решения задач
1.Рассчитайте критическое значение межфазного натяжения, определяемого критерием
Ребиндера, ниже которого происходит самопроизвольное диспергирование. Температура
20
0
С, размер образующихся частиц 110
-6
см, логарифм отношения числа частиц дисперсной
фазы к числу молекул дисперсионной среды равен
γ = 15.
Решение: Межфазное поверхностное натяжение, при котором происходит образование
лиофильных дисперсных систем вычисляется по соотношению Ребиндера- Щукина:
σ
кр
γ КТ/а
2
.
При уточнении значения параметра
γ для сферических частиц выражение приобретает
следующий вид:
σ
кр
γ
1
КТ/π а
2
,
σ
к
эг см Дж м
р
,
,( )
, р /, /=
⋅⋅
⋅⋅
==
15 1 38 10 293
314 1 10
019 19 10
16
62
242
.
2.По данным кондуктометрического метода графически определите ККМ водного рас-
твора лаурата натрия.
Концентрация мыла С, кг/м
3
2 3 5 10 20 30
Удельная электропроводность,
х10
5
, Ом
-1
м
-1
0,5 0,77 1,27 1,67 2,43 3,2
Решение: По табличным данным строим график в координатах =f(С) и находим точ-
ку излома, соответствующую ККМ. Как следует из рисунка, ККМ равна 5 кг/м
3
.
Рис.4.5.К определению ККМ раствора лаурата натрия
3. Критическая концентрация мицеллообразования (ККМ) додецилсульфата натрия при
20, 40 и 60
0
С составляет соответственно 1,51·10
-3
; 1,1,62·10
-3
и 1,87·10
-3
моль/л. Рассчитайте
стандартную теплоту, энергию Гиббса и энтропию мицеллообразования при 20
0
С.
Решение: Теплоту мицеллообразования q определяем по температурной зависимости
ККМ:
ln ККМ
Н
RT
const
q
R
T
const
м
=+ =+
0
.
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
0 10203040
С, кг/м
     9. В чем заключается процесс солюбилизации?
     10. Перечислите стадии моющего действия.
     11. При каких условиях происходит отрыв масляных загрязнений?
     12. Почему в растворах коллоидных ПАВ происходит дробление твердых и масляных
частиц загрязнений?
     13. Почему предотвращается оседание частиц загрязнений на обрабатываемую поверх-
ность в моющем процессе?
     14. Каким образом можно рассчитать поверхностную активность коллоидных ПАВ,
зная σккм (напишите формулу).
     15. По какой формуле можно рассчитать σ кр?
     16. Напишите уравнение Дебая, используемое для расчета мицеллярной массы.
     17. Что означает “число агрегации” и как его рассчитать?

                                  4.2.Примеры решения задач
     1.Рассчитайте критическое значение межфазного натяжения, определяемого критерием
Ребиндера, ниже которого происходит самопроизвольное диспергирование. Температура
200С, размер образующихся частиц 1⋅10-6 см, логарифм отношения числа частиц дисперсной
фазы к числу молекул дисперсионной среды равен γ = 15.
     Решение: Межфазное поверхностное натяжение, при котором происходит образование
лиофильных дисперсных систем вычисляется по соотношению Ребиндера- Щукина:
                                                σкр ≤ γ КТ/а2.
     При уточнении значения параметра γ для сферических частиц выражение приобретает
следующий вид:
                                             σкр ≤ γ1КТ/π а2 ,
                        15 ⋅ 1,38 ⋅ 10−16 ⋅ 293
                  σкр =                           = 0,19 эр г / см 2 = 1,9 ⋅ 10− 4 Дж / м 2 .
                          3,14 ⋅ (1 ⋅ 10− 6 ) 2
     2.По данным кондуктометрического метода графически определите ККМ водного рас-
твора лаурата натрия.

                      Концентрация мыла С, кг/м3         2     3      5      10     20     30
                      Удельная электропроводность,       0,5   0,77   1,27   1,67   2,43   3,2
                      х⋅105, Ом-1⋅м-1

     Решение: По табличным данным строим график в координатах ℵ=f(С) и находим точ-
ку излома, соответствующую ККМ. Как следует из рисунка, ККМ равна 5 кг/м3.
                3,5
                 3
                2,5
                 2
                1,5
                 1
                0,5
                  0
                      0     10     20      30       40
                                 С, кг/м



                            Рис.4.5.К определению ККМ раствора лаурата натрия
      3. Критическая концентрация мицеллообразования (ККМ) додецилсульфата натрия при
20, 40 и 600С составляет соответственно 1,51·10-3; 1,1,62·10-3 и 1,87·10-3 моль/л. Рассчитайте
стандартную теплоту, энергию Гиббса и энтропию мицеллообразования при 200С.
      Решение: Теплоту мицеллообразования q определяем по температурной зависимости
ККМ:
                                                   ∆Н м0              q
                                        ln ККМ =         + const = −    + const .
                                                    RT               RT