Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Задача 8.






Напишите формулу мицеллы коллоидного раствора сульфата бария, полученного методом химической конденсации при взаимодействии BaCl2 и Na24 в водной среде.

Решение:

В основе получения золя лежит реакция:

BaCl2 + Na24 = 2 NaCl + Ba SО4¯

Условием получения золя является небольшой избыток одного из исходных реагентов, BaCl2 или Na24, который будет являться стабилизатором золя.

Пусть стабилизатором будет BaCl2, тогда формула мицеллы полученного золя:

{[m Ba SО4] × n Ba2+ 2(n – x)Cl-}2x+2x Cl-

1 2 3 4

 

Составные части мицеллы: 1 - агрегат

2 - потенциалопределяющие ионы

3 - противоионы адсорбционного слоя

4 - противоионы диффузного слоя

(1, 2) - ядро; (1, 2, 3,) - гранула, заряженная частица;

(1, 2, 3, 4,) - электронейтральная мицелла

 

Потенциалопределяющими ионами (от стабилизатора) становятся ионы Ba2+ согласно избирательной адсорбции по правилу Ф Панета и К. Фаянса: на поверхности кристаллов из раствора преимущественно адсорбируются те ионы, которые могут образовать с ионами противоположного знака, входящими в кристаллическую решетку труднорастворимое соединение или достроить кристаллическую решетку. Ионы Cl- - выполняют роль противоионов, причем общее их количество (в адсорбционном и диффузном слоях) эквивалентно количеству потенциалопределяющих ионов:

nBaCl2 «nBa2+ + 2n Cl-

Задача 9. Рассчитайте порог коагуляции и коагулирующую способность раствора сульфата натрия по отношению к гидрозолю иодида серебра, если коагуляцию 250 мл золя вызывает сульфат натрия концентрации 0, 15 моль/л объемом 50 мл.

Решение: Порог коагуляции выражается величиной концентрации электролита коагулятора, которая вызывает коагуляцию лиозоля. Коагуляция золей – процесс, приводящий к агрегации частиц дисперсной фазы с последующим образованием осадка (коагеля). Обозначают порог коагуляции γ или СК. Размерность – ммоль/л или моль/л.

Сэк. × Vэк. γ = ¾ ¾ ¾ ¾; где

Vзоля + Vэк.

 

Сэк. – концентрация электролита коагулятора

Vэк. – объем электролита коагулятора

Vзоля - объем золя

Коагулирующая способность электролита (коагулирующее действие)

 

РК = ¾ ¾ л/моль; γ 0, 15 × 0, 05 γ = ¾ ¾ ¾ ¾ = 0, 025 моль/л;

0, 25 + 0, 05

РК = ¾ ¾ = 40 л/моль

0, 025

 

 

Задача 10. Рассчитайте коэффициент диффузии D и средний квадратичный сдвиг Dх частицы гидрозоля за время 10 секунд, если радиус частиц 50 нм, температура опыта 293К, вязкость среды 10–3 Па× с.

Решение: По закону Эйнштейна–Смолуховского

2 = 2Dt,

где D – коэффициент диффузии, который в свою очередь можно рассчитать по уравнению Эйнштейна:

RT k T

D = ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ = ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾,

6 p h r NA 6 p h r

R – универсальная газовая постоянная, 8, 314 Дж/моль·К;

k – константа Больцмана, k = R/NA = 1, 38´ 10–23 Дж/К;

h – вязкость среды; r – радиус частицы.

Подставляем данные:

1, 38´ 10–23·293 D = ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ = 4, 29´ 10–12 м2/с. 6·3, 14´ 10–3·50·10–9

Отсюда

Dх = Ö 2Dt = Ö 2·4, 29´ 10–12·10 = 9, 26´ 10–6 м.

Задача 11. Протаргол содержит 0, 08% коллоидного серебра. Осмотическое давление этого коллоидного раствора равно 0, 08 Па при температуре 37оС. Рассчитайте средний диаметр сферических коллоидных частиц золя. Плотность серебра 10, 5´ 103 кг/м3.

Решение: Осмотическое давление золей рассчитывается по уравнению:

nRT pосм = ¾ ¾ ¾ = nkТ, NA

где n – число частиц в единице объема;

k – константа Больцмана, 1, 38´ 10–23 Дж/К.

Так как n равно отношению массы дисперсной фазы к массе одной частицы: n = mд.ф./mч, а масса частицы находится через ее плотность и радиус: mч = 4pr3/3r, то, зная осмотическое давление, можно рассчитать средний радиус частицы:

3 mд.ф.kT 3·0, 8·1, 38´ 10–23·310 r = Ö ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ = Ö ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ = 0, 99´ 10–8 м. 4pосм rp 4·0, 08·10, 5´ 103·3, 14

Отсюда: d = 2·0, 99´ 10–8 = 1, 98´ 10–8 м.

 


Поделиться с друзьями:

mylektsii.su - Мои Лекции - 2015-2024 год. (0.007 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал