Тема: Электрокинетические явления и коагуляция
401. Апельсиновый сок представляет собой золь, обычно содержащий очень маленькие сферические частицы с дзета-потенциалом 50 мВ и имеющий низкую ионную силу. Определить электрофоретическую подвижность и скорость электрофореза этих частиц, когда сок находится между плоскими электродами с разностью потенциалов 120 В и расстоянием между ними 40 см. Для дисперсионной среды сока принять вязкость 4.5 мПа×с и относительную диэлектрическую проницаемость 54.1.
402. Предположим, дисперсионной средой суспензии является раствор перхлората лития LiClO4 0.1 ммоль/дм3 в формамиде при 25 °С (er = 109.5). Вычислить толщину ионной атмосферы ù –1 в этой среде. Какое уравнение следовало бы использовать для расчета z-потенциала из результатов электрофореза, если бы радиус частиц был 6 нм?
403. Электрофорез гидрозоля Fe(OH)3 проводили при разности потенциалов на электродах 150 В и расстоянии между электродами 30 см. Перемещение частиц за 20 минут составило 24 мм. Относительная диэлектрическая проницаемость воды 80.2, вязкость воды 1.00 мПа×с. Вычислить дзета-потенциал частиц, в предположении применимости уравнения Хюккеля.
404. Для суспензии аморфного кремнезема SiO2 с радиусом частиц 10 нм в водном растворе нитрата натрия 5.00 смоль/л (pH» 4.5) сообщалась электрофоретическая подвижность –1.34×10–8 м2×В–1×с–1. Вычислить z-потенциал. Другие необходимые данные: температура 25.0 °С, вязкость 0.930 сПз, er = 77.7.
|
|
|
405. Монодисперсный латекс полистирола (с сополимером метакриловой кислоты и натриевой соли винилфенилсульфоната) с диаметром частиц 610 нм был изучен методом микроэлектрофореза в водной среде 1.00 ммоль/дм3 хлорида калия KCl. При 25 °С (и pH 7) электрофоретическая подвижность составляла –4.05×10–8 м2/(с×В). Вычислить толщину ДЭС и дзета потенциал, приняв er = 78.35, h = 0.890 сПз.
406. Определить потенциал течения, если через пористую пленку продавливается 42.4 %-ный водный раствор этилового спирта под давлением 20 кПа. Электрическая проводимость раствора равна 0.013 См×м–1, относительная диэлектрическая проницаемость растворителя 41.3, вязкость 0.90 мПа×с, дзета потенциал 16.0 мВ, поверхностной проводимостью мембраны пренебречь.
407. В опытах по электрофорезу наблюдается среднее расстояние, на которое заряженные частицы смещаются за некоторое время под действием электрического поля и в результате Броуновского движения, х = х эл ± х скв (х скв - среднеквадратичное смещение в результате Броуновского движения). Предположим, для сферических частиц с радиусом 5 нм измерена электрофоретическая подвижность 4.00×10–7 м2/(В·с) в воде при 20 °С (вязкость 1.00 мПа·с). Вычислить максимальное (х макс = х эл + х скв) и минимальное (х мин = х эл – х скв) смещение индивидуальных частиц за 20 секунд в электрическом поле напряженностью 400 В/м.
|
|
|
408. Определить дзета-потенциал на границе раздела фаз керамический фильтр/водный раствор хлорида калия, если при протекании раствора под давлением 20 кПа, потенциал течения равен 6.5 мВ. Удельная электрическая проводимость среды 0.013 См×м–1, вязкость 1.00 мПа×с, относительная диэлектрическая проницаемость раствора 80.1, поверхностной проводимостью керамики пренебречь.
409. Дисперсионной средой суспензии является водный раствор бромида тетраметиламмония (CH3)4NBr 2×10–6 моль/дм3 при 25 °С (er = 78.4). Вычислить толщину ДЭС ù –1 в этой среде. Каким уравнением следовало бы пользоваться для вычисления z-потенциала из электрофоретической подвижности, если бы радиус частиц был 30 нм?
410. Вычислить толщину ДЭС у поверхности частиц сульфата бария в водном растворе хлорида натрия с концентрацией 25 мг/л при температуре 20 °С. Относительная диэлектрическая проницаемость раствора 82.2.
411. Коммерческий коллоидный кварц (SiO2, торговая марка Min-U-Sil), фракционированный до эквивалентного радиуса частиц 0.3-0.5 мкм, показывает электрофоретическую подвижность –0.035 мм2/(В×с) в растворе 0.100 моль/л NaCl при 25.0 °С (pH9). Вычислить толщину ДЭС и дзета потенциал. Необходимые характеристики раствора NaCl найдите из справочных эмпирических уравнений: er = 78.36 – 13.8 С + 0.98 С 2; h = 0.8903×(1 + 0.0793 C), где С в моль/л, h в сПз.
|
|
|
412. Вычислить напряжённость электрического поля, при которой золь фторида алюминия в этилацетате покажет скорость электрофореза 15.0 мкм/мин при z-потенциале 42.0 мВ. Относительная диэлектрическая проницаемость этилацетата равна 6.081, вязкость 0.454 мПа×с. Прочие характеристики соответствуют применимости уравнения Хюккеля.
413. Известно, что время уменьшения концентрации единичных частиц в 2 раза (в результате быстрой коагуляции в золе с образованием двойных агрегатов) равно 30 секунд. Зная это, вычислить время уменьшения концентрации в том же золе (а) в 1.5 раза, (б) в 1.75 раза, (в) в 1.25 раза
414. Вычислить порог коагуляции золя Fe(OH)3 бихроматом калия, если быстрая коагуляция наблюдается при добавлении к 100 мл золя минимум 1.99 мл раствора 10 ммоль/л К2Сг2О7.
415. Быстрая коагуляция 10 мл золя иодида серебра (заряд которого отрицателен) наблюдается при добавлении к нему 1.65 мл раствора 1 моль/л КNО3. На основании теории ДЛФО оценить, какую минимальную концентрацию должен иметь раствор Са(NО3)2, чтобы 1 мл его раствора оказал аналогичное действие на тот же объём золя AgI.
|
|
|
416. Быстрая коагуляция 15 мл золя иодида серебра (заряд которого отрицателен) наблюдается при добавлении к нему 2.48 мл раствора 1 моль/л КNО3. На основании теории ДЛФО оценить, какую минимальную концентрацию должен иметь раствор K2SO4, чтобы 3 мл его раствора оказали аналогичное действие на тот же объём золя AgI.
417. Какой минимальный объём раствора BaCl2 с концентрацией 50 ммоль/л требуется добавить к 1 мл золя AgI для его коагуляции, если известно, что порог коагуляции в данном случае составляет 2.43 ммоль/л?
418. В следующей ниже таблице приведены результаты определения частичной концентрации коллоидной дисперсии каолина как функции времени при быстрой коагуляции электролитом:
| t, с | |||||||
| n ×10–9, см–3 | 5.0 | 3.90 | 3.18 | 2.92 | 2.52 | 2.00 | 1.92 |
Определить по этим данным константу скорости и сравните её с тем, что ожидается из теории быстрой коагуляции при 20 °С и вязкости растворителя 1.0 сПз.
419. Константа скорости коагуляции золя равна 5 ×10–18 м3×с–1. Начальная концентрация золя составляет 3 ×1014 м–3. Определить концентрацию частиц через 30 мин.
420. Определить графическим методом константу скорости и время половинной коагуляции для золя золота по следующим экспериментальным данным:
| t, с | ||||||
| n ×10–14, м–3 | 20.20 | 14.70 | 10.80 | 8.25 | 4.89 | 3.03 |
421. Быстрая коагуляция 50 мл золя гидроксида железа (заряд которого положителен) наблюдается при добавлении к нему 1.55 мл раствора 0.4 моль/л КNО3. На основании теории ДЛФО оценить, какую минимальную концентрацию должен иметь раствор K2SO4, чтобы 1 мл его раствора оказал аналогичное действие на тот же объём золя Fe(OH)3.
422. Вычислить начальную концентрацию золя, если его концентрация через 20 минут после добавления коагулирующего агента равна 1.1 ×1014 м–3. Константа скорости коагуляции равна 4.0 ×10–18 м3×с–1.
423. Быстрая коагуляция 50 мл золя гидроксида железа (заряд которого положителен) наблюдается при добавлении к нему 1.55 мл раствора 0.4 моль/л КNО3. На основании теории ДЛФО оценить, какую минимальную концентрацию должен иметь раствор BaCl2, чтобы 1 мл его раствора оказал аналогичное действие на тот же объём золя Fe(OH)3.
424. Быстрая коагуляция 75 мл золя оксида алюминия (заряд которого положителен) наблюдается при добавлении к нему 4.11 мл раствора 1 моль/л КСl. На основании теории ДЛФО оценить, какую минимальную концентрацию должен иметь раствор K2Cr2O7, чтобы 1 мл его раствора оказал аналогичное действие на тот же объём золя Al2O3.
425. Быстрая коагуляция 75 мл золя оксида алюминия (заряд которого положителен) наблюдается при добавлении к нему 4.11 мл раствора 1 моль/л КСl. На основании теории ДЛФО оценить, какую минимальную концентрацию должен иметь раствор Ca(NO3)2, чтобы 1 мл его раствора оказал аналогичное действие на тот же объём золя Al2O3.
426. Экспериментально получены следующие данные по коагуляции гидрозоля золота раствором NaCl:
| t, с | |||||
| n ×10–14, м–3 | 5.22 | 4.35 | 3.63 | 2.31 | 1.48 |
Определить константу скорости коагуляции графическим методом и сравните ее с константой, вычисленной по теоретическому уравнению k = 4 k B T /(3h) при h = 1.00 мПа×с и Т = 300 К.
427. Быстрая коагуляция 75 мл золя оксида алюминия (заряд которого положителен) наблюдается при добавлении к нему 4.11 мл раствора 1 моль/л КСl. На основании теории ДЛФО оценить, какую минимальную концентрацию должен иметь раствор AlCl3, чтобы 1 мл его раствора оказал аналогичное действие на тот же объём золя Al2O3.
428. Быстрая коагуляция 1000 мл золя сульфида мышьяка (заряд которого отрицателен) наблюдается при добавлении к нему 1.38 мл раствора 0.5 моль/л ZnCl2. На основании теории ДЛФО оценить, какую минимальную концентрацию должен иметь раствор Al2(SO4)3, чтобы 1 мл его раствора оказал аналогичное действие на тот же объём золя As2S3.
429. Определить время половинной коагуляции золя, если через 40 минут после начала быстрой коагуляции концентрация стала равной 6.0×1013 м–3, константа скорости равна 5.3 ×10–18 м3×с–1.
430. Вычислить концентрацию золя через 40 минут, если время половинной коагуляции равно 30 минутам при константе скорости 2.2 ×10–18 м3×с–1.
Дата добавления: 2015-12-18; просмотров: 35; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!