Приклади розв’язування задач

Задача 1. Золь аргентум броміду добуто змішуванням однакових об'ємів 0,008 Н розчину калій броміду і 0,0096 Н розчину аргентум нітрату. Визначити знак заряду частинок золю і написати формулу міцели золю.

Розв’язування. Золь арнентум броміду утворюється за реакцією:

AgNO₃ + KBr → AgBr_(т) + KNO₃.

Так як у надлишку є AgNO₃ (n_AgNO3 > n_KBr), тоді золь аргентум броміду за наявності стабілізатора AgNO₃ буде мати таку будову:

{[(mAgBr) n Ag⁺]ⁿ⁺ (n – x) NO₃^–}^x+ ∙x NO₃^–.

Отже, гранула має позитивний заряд.

Задача 2. Обчислити коефіцієнт дифузії високодисперсного аерозолю з радіусом частинок 2∙10^{-8 м при 293 К, якщо в’язкість повітря 1,8∙10-5}Па∙с.

Розв’язування. Коефіцієнт дифузії визначаємо за рівнянням Ейнштейна:

Відповідь. D = 6,04∙10^–10 м²/с.

Задача 3. В об'ємі розчину 2∙10^{-11 м3} методом потокової ультрамікроскопії виявлено 100 часточок золю сірки. Концентрація золю становить 6,5∙10^–5 кг/м³, густина 1∙10^–3 кг/м³. Обчислити середній радіус часточок, вважаючи їх сферичними.

Розв'язування. Радіус часточок знаходимо за формулою:

Відповідь. r = 1,459∙10^–5 м.

Задача 4. Обчисліть швидкість осідання в воді сферичних частинок суспензії при 298 К, якщо радіус частинок 2,0∙10^-5 м, густина їх 2,2∙10³ кг/м³, густина середовища 1,15∙10³ кг/м³, в'язкість води 10^-3 Па∙с.

Розв'язування. Швидкість осідання знаходимо за формулою:

Відповідь. υ = 9,137∙10^–7 м/с.

Задача 5. Обчислити електрофоретичну рухливість U (м²/(В∙с)) частинок золю коларголу, якщо величина дзета-потенціалу частинок золю дорівнює 45,6 мВ, в'язкість дисперсійного середовища η = 1,05∙10^–3 Па∙с, діелектрична проникність середовища ε = 81, діелектрична проникність вакууму ε₀ = 8,85 10^–12Ф/м.

Розв'язування. Обчислюємо електрофоретичну рухливість за формулою:

Відповідь. U_ефр = 3,07 ∙ 10^–8 (м²/(В∙с)).

Задача 6. Обчислити величину дзета-потенціалу частинок золю берлінської блакиті, якщо під час електрофорезу протягом τ = 8 хв. за напруги Е = 280 В границя золю перемістилась на S = 12 мм. В'язкість дисперсійного середовища η = 1∙10^–3 Па∙с, діелектрична проникність ε = 81, відстань між електродами l = 25 см, діелектрична проникність вакууму ε₀ = 8,85 10^–12 Ф/м.

Розв'язування. Обчислюємо величину дзета-потенціалу за формулою:

Відповідь. ζ = 31,13 мВ.

Задача 7. Обчислити поріг коагуляції, якщо на коагуляцію колоїдних частинок, що містяться в 230,0 см³ стічних вод, витрачено 4,0 см³ розчину A1₂(SO₄)₃ з концентрацією 0,15 моль/дм³.

Розв'язування. Обчислюємо поріг коагуляції в ммоль/дм³ за формулою:

Знаючи, що с_ел = 150 ммоль/дм³,

Відповідь. с_пор = 2,56 ммоль/дм³.

Задача 8. При достатньо повільному введенні речовини В у розбавлений розчин речовини А можливе утворення гідрозолю речовини С. Напишіть формулу міцели і вкажіть знак електричного заряду колоїдних частинок цього золю. Яка з рекомендованих речовин є найекономічнішим коагулятором цього золю?

№ п/п	А	В	С	Коагулятор
	FeCl3	NaOH	Fe(OH)3	Na2SO4, KNO3, MgCl2

Розв'язування. При одержані золю проходить реакція:

FeCl_3(надл) + NaOH → Fe(OH)_3(т) + NaCl.

Так як розчин NaOH повільно додають до розчину FeCl₃, тоді розчин FeCl₃ взятий у надлишку, є стабілізатором і формула міцели буде така:

Отже, гранула буде мати позитивний заряд і за правилом Шульце-Гарді найбільш економічним коагулятором буде Na₂SO₄. Так як коагулюючу дію має не весь електроліт, а тільки ті його йони, які є протилежно заряджені до гранули із найбільшим зарядом і найменшою здатністю до гідратації. У даному прикладі це йони SO₄^2-, які входять у склад коагулятора Na₂SO₄.

Дата добавления: 2014-11-29