сроп. ФКХ+СРО+doc+(2). Общие рекомендации по выполнению самостоятельной работы обучающегося
 Скачать 0.82 Mb.
|
|
3.10 Коллоидная химия 3.10.1 Определить радиус сферической частицы гидрозоля, если удельная поверхность частиц гидрозоля равна 1,5∙104 м2/кг и удельный вес золя составляет 2,5 г/см3. Решение Удельную поверхность сферических частиц золя можно рассчитать по уравнению Sуд.=  где r – радиус частицы, м; ρ- удельный вес золя, кг/м3 Sуд. - удельная поверхность частиц золя, м2/кг. Тогда радиус частицы золя рассчитаем по уравнению  После подстановки численных значений величин, получим  8∙10-6 м = 8 мкмОтвет: 8 мкм 3.10.2 Определить коэффициент диффузии D и среднеквадратичный сдвиг  частицы гидрозоля за время  = 10 с, если радиус частицы r = 50 нм, температура опыта 293 К, вязкость среды η = 10-3 Па∙с.Решение  Среднеквадратичный сдвиг частицы золя определяется по закону Эйнштейна – Смолуховского 2 = 2D∙τгде D – коэффициент диффузии, м2/с; τ - промежуток времени, с. Коэффициент диффузии рассчитаем по уравнению Эйнштейна  где k – постоянная Больцмана, k = 1,38∙10-23 Дж∙К-1  м2/с.Тогда среднеквадратичный сдвиг составит  м = 9,26 мкмОтвет: 4,29∙10-12 м2/с; 9,26∙мкм 3.10.3 Коэффициент диффузии сферических коллоидных частиц золя в воде при 298 К составляет 3,5∙10-12 м2/с. Определить дисперсность частиц гидрозоля , если вязкость дисперсной среды при 298 К равна 5,5∙10-3 Па∙с. Решение Дисперсность дисперсной фазы, для сферических частиц дисперсной фазы определяется уравнением  где Д – дисперсность, см-1;r – радиус сферической частицы золя, см. Коэффициент диффузии по уравнению Эйнштейна определяется выражением где k – постоянная Больцмана, k = 1,38∙10-23 Дж∙К-1 η – вязкость дисперсной среды, Па∙с. r – радиус частицы дисперсной фазы, см. Откуда радиус частицы дисперсной фазы определится из уравнения  =  = 1,13∙10-8 см.Тогда дисперсность системы составит  см-1Ответ: 0,44∙108 см-1 3.10.4 Определить частичную концентрацию золя Al2O3, если массовая концентрация золя 0,3 г/, коэффициент диффузии сферических частиц золя 2∙10-6 м2/сут., плотность Al2O3 4 г/см3, вязкость среды 1∙10-3 Па∙с, температура 293 К. Решение Число коллоидных частиц, которое будет находится в 1м3 коллоидного раствора составит  где gоаст.- масса частиц Al2O3 в 1 м3 раствора,г; gчаст. .- масса коллоидной частицы Al2O3, г. Масса .- масса частиц Al2O3 в 1 м3 раствора составит gоаст= 0,3∙1000 = 300 г = 3∙102 г Масса одной частицы золя Al2O3 составит gчаст = Vчаст∙ρчаст где Vчаст – объём одной частицы золя, м3, ρчаст – плотность частицы Al2O3, г/м3 Объём одной сферической частицы золя определится из уравнения Vчаст =  где r – радиус частицы, м3. Радиус частицы золя можно рассчитать по уравнению где k – постоянная Больцмана, k = 1,38∙10-23 Дж∙К-1 η – вязкость дисперсной среды, Па∙с. D – коэффцтент диффузии частицы золя, м2/с. Коэффициент диффузии частицы золя составит  м2/с Тогда =  м. После подстановки численных значений объём одной частицы золя составит Vчаст =  м3Тогда масса одной частицы золя составит gчаст = Vчаст∙ρчаст =3,37∙10-18∙4∙103 = 1.35∙10-14 г Количество коллоидных частиц в 1 м3 коллоидного раствора составит  Ответ: 2,22∙1016 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1 Сотников А.И., Ватолин А.Н., Элементы физической химии металлургических процессов//- Екатеринобург, ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2007 2 Жуховицкий А.А., Шварцман Л.Л., Физическая химия//-М., Металлургия, 1987 3 Стромберг А.Г., Семченко Д.П., Физичекая химия//-М., Высшая школа, 1985 4 Пономарёва К.С., Сборник задач по физической химии//-М., Металлургия, 1976 5 Киселёва Е.В, Каретников Ш.С., Кудряшов М.В., Сборник задач по физической химии//- М., Высшая школа, 1974 6 Стромберг А.Г., Лельчук Х.И., Картушинская А.И., Сборник задач по химической термодинамике//-М., Высшая школа, 1985 7 Жаглов В.С, Шерегеда З.В. Сборник задач по химической термодинамике//- Усть- Каменогорск, ВКГТУ, 2005 8 Фок Н.В., Мельников М.Я., Сборник задач по химической кинетике//-М., Высшая школа, 1982 9 Дулицкая Р.Я., Фельдман Р.М., Практикум по физической и коллоидной химии//- М., Высшая школа, 1978 10 Кубашевский О., Олклокк С.Б., Металлургическая термохимия//- М., Металлургиздат, 1982 11 Барон Н.М., Пономарёва А.А,, Равдель З.Н., Краткий справочник физико-химических величин, 1982 |