Примеры задач

10.13. Вычислите среднее значение молярного коэффициента поглощения при прохождении света (длина волны 470 нм) через слой коллоидного раствора гидроокиси железа различной концентрации С при разной толщине слоя l. Данные опытов приведены ниже:

Концентрация С, %	0,1	0,05	0,04	0,02
Толщина слоя l·103, м	2,5	2,5	5,0	5,0
Интенсивность прошедшего света IP, %	5,9	10,9	11,0	32,5

10.14.С помощью уравнения Рэлея рассчитайте, во сколько раз интенсивность рассеянного света дисперсной системы больше

при освещении светомсдлиной волны 1 =310нмили длиной вол-

ны 2 = 490 нм.

10.15.С помощью уравнения Рэлея рассчитайте, во сколько раз интенсивность рассеянного света дисперсной системы больше

при освещении светомс длиной волны 1=360 нмили длиной вол-

ны 2 = 510 нм.

10.16.При прохождении лучейсвета сдлиной волны =430нм. Теорелломбыли полученынижеуказанныезначенияпроцента про-

хождения лучей IP через слой золя мастики различной концентрации и толщины l. Вычислите среднее значение коэффициента по-

глощения золя.

Концентрация С, %	0,60	0,20	0,08	0,04	0,02	0,01
l·103, м	2,5	2,5	20,0	20,0	20,0	30,0
IP,%	3,1	29,4	2,6	15,9	40,6	52,8

10.16. Лучи света с длиной волны 500 10–3 м проходят через коллоидные растворы мастики различных концентраций и толщины. Процент лучей, прошедших через золи, приведен из опытных данных Теорелла. Определите средний коэффициент поглощениязоля.

181

Концентрация С, %	1,0	0,60	0,20	0,06	0,02	0,01
l·103, м	2,5	2,5	2,5	20,0	20,0	30,0
IP,%	2,9	9,0	42,5	15,0	52,8	63,5

10.17.Вычислитесреднеезначениекоэффициента поглощения при прохождении лучей света (длина волны 600·10–3 м) через слой толщиной l золя мастики различной концентрации. Процент прошедших лучей IP приведен из опытных данных Теорелла.

Концентрация С, %	0,6	0,20	0,10	0,06	0,02	0,01
l·103, м	2,5	2,5	5,0	20,0	20,0	30,0
IP,%	2,7	63,9	65,8	37,1	70,1	77,8

10.18.Определитепроцентпрохождениялучей света черезколлоидный раствор гидроксида железа. Концентрация золя 0,4 %

итолщина слоя 10–3 м3. Коэффициент поглощения равен = 8570.

10.19.Определитепроцентпрохождениялучей света черезколлоидный раствор гидроксида железа. Концентрация золя 0,1 %

итолщинаслоя2,5·10–3 м3.Коэффициентпоглощенияравен =8570.

10.20.Определитепроцентпрохождениялучей света черезколлоидный раствор гидроксида железа. Концентрация золя 0,25 %

итолщинаслоя3,5·10–3 м3.Коэффициентпоглощенияравен =8570.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Баранова В. И. Расчеты и задачи по коллоидной химии : учеб. пособие для хим.-технол. спец. вузов / В. И. Баранова, Е. Е. Бибик, М. Н. Кожевникова. М. : Высш. шк., 1989. 288 с

Бруницына Л. А. Домашнее задание по курсу«Поверхностные явленияидисперсныесистемы» /Л. А. Бруницына, В. Ф. Марков, Е. И. Степановских // Сб. заданий по курсу для студентов хим.-технолог. ф-та и ф-та строит.материаловедения. Екатеринбург:ГОУВПО «УГТУ–УПИ»,2006, 44 с.

Замышляева О. Г. Вопросы и задачи по курсу «Коллоидная химия» : электрон. учеб. пособие / О. Г. Замышляева. Нижний Новгород : Нижего-

род. гос. ун-т, 2010. 47 с.

Марков В. Ф.Основы коллоидной химии: учеб. пособие/В. Ф.Марков, Л. Н. Маскаева. Екатеринбург : Изд-во УрФУ, 2011. 174 с.

Марков В. Ф. Поверхностные явления и дисперсные системы : учеб. пособие/ В. Ф. Марков,Л. Н. Маскаева, Т. А. Алексеева, Т.В.Виноградова, Л. А. Брусницына. Екатеринбург : УрФУ, 2010. 110 с.

Марков В. Ф. Сборник задач по курсу «Физико-химические основы развития и тушения пожаров» : учеб. пособие / В. Ф. Марков, Л. Н. Маскаева,Е. В.Гайнуллина,О. В. Беззапонная.Екатеринбург:УрИ ГПСМЧС России, 2011. 171 с.

Михеева Е. В. Поверхностные явления и дисперсные системы. Коллоидная химия. Сборник примеров и задач : учеб. пособие для студентов ХТФ, ФТФ, ЭЭФ, ИГНД и ИДО / Е. В. Михеева, Н. П. Пикула, С. Н. Карбаинова. Томск : Изд-во ТПУ, 2008. 116 с.

Мокрушин С. Г. Задачи по физико-химии коллоидно-дисперсных систем и поверхностных явлений / С. Г. Мокрушин. Выпуски 1–8. Свердловск : Изд-во УПИ им. С. М. Кирова, 1954–1978.

Назаров В. В. Практикум и задачник по коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы / В. В. Назаров, А. С. Гродский, А. Ф.Моргунов, Н. А. Шабанова, А. Ф. Кривощепов, А. Ю. Колосов. М. : Академкнига, 2007. 372 с.

Фролов Ю. Г. Курс коллоидной химии /Ю. Г. Фролов. М. : Химия, 1982. 463 с.

Цыренова С. Б. Руководство к решению примеров и задач по коллоидной химии : учеб. пособие / С. Б. Цыренова, Е. И. Чебунина, Ф. П. Балдынова. Улан-Удэ : Изд-во ВСГТУ, 2000. 210 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие.................................................................................................	3
1. КОЛИЧЕСТВЕННЫЕХАРАКТЕРИСТИКИ
ДИСПЕРСНЫХСИСТЕМ..........................................................................	5
1.1.Определение размерачастиц и удельнойповерхности ..............	5
1.2.Методы получениядисперсныхсистем .......................................	6
Примерырешения задач.............................................................................	9
Задачи длясамостоятельногорешения....................................................	11
2. ТЕРМОДИНАМИКАМЕЖФАЗНОЙ ПОВЕРХНОСТИ.....................	16
2.1. Природа поверхностной энергии. Поверхностное натяжение 16
2.2.Факторы, влияющиенаповерхностноенатяжение...................	17
Примерырешениязадач............................................................................	20
Задачидлясамостоятельного решения....................................................	23
3. КИНЕТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
СВОБОДНО-ДИСПЕРСНЫХСИСТЕМ .................................................	28
3.1. Броуновскоедвижение................................................................	28
3.2.Диффузия......................................................................................	30
3.3.Осмос............................................................................................	30
3.4.Седиментация..............................................................................	32
3.4.1. Диффузионно-седиментационноеравновесие ................	33
3.4.2. Основыседиментационногоанализа...............................	36
3.4.3. Построение интегральных и дифференциальных
кривых распределения частицпоразмерам ....................	38
Примерырешениязадач............................................................................	41
Задачидлясамостоятельного решения...................................................	48
4. СВОЙСТВАНАНОДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ...................................	58
4.1. Влияние дисперсности на реакционную способность .............	59
4.2. Влияниедисперсности на растворимость вещества................	60
4.3. Влияние дисперсности на равновесие химической реакции ...	61
4.4. Влияние дисперсности на температуру фазовых переходов ....	61

184

4.5. Влияние дисперсности на переохлаждение
прикристаллизации .....................................................................	62
4.6. Влияниедисперсностинамеханическиесвойства ...................	63
Примерырешениязадач............................................................................	64
Задачидлясамостоятельного решения...................................................	70
5. СВОЙСТВАПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ...............	74
5.1. Характеристикаповерхностно-активных веществ ..................	74
5.2. Мицеллообразование в растворах
поверхностно-активныхвеществ................................................	77
5.3. Методы определения критической концентрации
мицеллообразования...................................................................	80
Примерырешениязадач............................................................................	81
Задачи длясамостоятельного решения..................................................	83
6. АДСОРБЦИЯ..........................................................................................	87
6.1.Классификацияадсорбционных процессов...............................	88
6.2. Изотермыадсорбции...................................................................	88
6.3.ФундаментальноеадсорбционноеуравнениеГиббса ..............	89
6.4. Теорииадсорбции ........................................................................	90
6.4.1.УравнениеГенри ................................................................	90
6.4.2. Теория мономолекулярнойадсорбцииЛенгмюра ...........	92
6.4.3. АдсорбционноеуравнениеФрейндлиха..........................	94
6.4.4. Теория полимолекулярной адсорбции БЭТ ....................	96
6.5.Адсорбенты иихсвойства ..........................................................	98
Примерырешения задач.........................................................................	100
Задачидлясамостоятельногорешения.................................................	106
7. КАПИЛЛЯРНЫЕ ЯВЛЕНИЯ, АДГЕЗИЯ,
СМАЧИВАНИЕ,РАСТЕКАНИЕ ............................................................	116
7.1.Капиллярноеподнятие.ФормулаЖюрена ..............................	116
7.2.Адгезия .......................................................................................	118
7.3.Смачивание................................................................................	121
7.3.1. Понятиекраевогоуглаилиугласмачивания ..................	121
7.3.2. Связьработы адгезиискраевымуглом .........................	123
7.4.Растеканиежидкости................................................................	124

185

Примерырешениязадач..........................................................................	125
Задачидлясамостоятельного решения.................................................	127
8. КОАГУЛЯЦИЯЛИОФОБНЫХДИСПЕРСНЫХСИСТЕМ.............	131
8.1.Характеристикапроцессакоагуляции......................................	132
8.2. Кинетикакоагуляции .................................................................	134
Примерырешениязадач..........................................................................	138
Задачидлясамостоятельного решения.................................................	141
9. ДВОЙНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СЛОЙ
И ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИЕЯВЛЕНИЯ ..........................................	146
9.1. Понятие двойного электрического слоя
имеханизмегообразования.....................................................	146
9.2.Строениедвойногоэлектрическогослоя .................................	147
9.3. Понятиеэлектрокинетическогопотенциала ...........................	150
9.4. Электрокинетическиеявления ..................................................	151
Примерырешениязадач...........................................................................	159
Задачидлясамостоятельногорешения....................................................	163
10. ОПТИЧЕСКИЕСВОЙСТВА ДИСПЕРСИЙ.....................................	168
Примерырешениязадач...........................................................................	174
Задачи длясамостоятельногорешения..................................................	177
Списокрекомендуемойлитературы .......................................................	183

Учебное издание

Марков Вячеслав Филиппович Алексеева Татьяна Анатольевна Брусницына Людмила Александровна Маскаева Лариса Николаевна

КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ

Примеры и задачи

Учебное пособие

Заведующий редакцией М. А. Овечкина

Редактор Е. Е. Крамаревская Корректор Е. Е. Крамаревская

Компьютерная верстка Г. Б. Головиной

План изданий 2015 г. Подписано в печать 27.03.15. Формат 60 84/16. Бумага офсетная. Гарнитура Times.

Уч.-изд. л. 9,6. Усл. печ. л. 10,93. Тираж 100 экз. Заказ 135.

Издательство Уральского университета 620000, Екатеринбург, ул. Тургенева, 4

Отпечатано в Издательско-полиграфическом центре УрФУ 620000, Екатеринбург, ул. Тургенева, 4

Тел.: + [phone], 350-90-13 Факс [phone] E-mail: [e-mail]