Примеры решения типовых задач. Рассчитайте размер частиц диоксида кремния, если известно
Задача 1. Рассчитайте размер частиц диоксида кремния, если известно, что время их оседания t на расстояние h = 10-2м составляет 60 мин. Плотности дисперсной фазы ρ = 2,7 ∙ 103 и дисперсионной среды ρ0 = 1 ∙ 10 3 кг/м3; вязкость среды η = 1,5 ∙ 10-3 Па ∙ с. Решение. По закону Стокса . Скорость седиментации: U = м/с. Размер частиц: . Задача 2. В три колбы было налито по 100 мл золя Fe(OH)3. Чтобы вызвать коагуляцию золя, потребовалось добавить в первую колбу 10,5 мл хлорида калия с концентрацией 1моль/л, во вторую − 16,5 мл сульфата натрия с концентрацией 0,01моль/л, в третью – 13,7 мл фосфата натрия с концентрацией 0,001моль/л. Вычислить порог коагуляции каждого электролита и определить знак заряда частиц золя. Решение. Вычисляем порог коагуляции для хлорида калия по уравнению . . Аналогично рассчитываем пороги коагуляции для электролитов Na2SO4 и Na3PO4: . . Электролиты KCl, Na2SO4 и Na3PO4 содержат катионы одинакового заряда, а анионы − разного. Чем заряд иона больше, тем порог коагуляции оказывается меньше. Самый наименьший порог коагуляции и наивысшая коагулирующая способность у ионов PO43-. Следовательно, частицы золя Fe(OH)3 заряжены положительно. Задача 3. Пороги коагуляции золя Fe(OH)3 для электролитов KI и K2Cr2O7 соответственно равны 10,0 и 0,195 ммоль/л золя. Во сколько раз коагулирующая способность дихромата калия больше, чем у иодида калия? Решение. Коагулирующие способности электролитов являются величинами, обратными их порогам коагуляции. , . Для золя Fe(OH)3 коагулирующая способность дихромата калия больше, чем для иодида калия в 51 раз. Задача 4. Зная частичную концентрацию золя n0 = 5 ∙ 108 частиц/см3, период коагуляции θ = 335с, рассчитайте общее число частиц Vt , спустя следующее время от начала коагуляции: 100, 200, 250, 350, 400 с. Постройте график зависимости . Решение. Согласно теории кинетики коагуляции Смолуховского , , , , , . По полученным данным строим график nt/n0 = f(t/θ). Задача 5. Проверьте применимость теории быстрой коагуляции Смолуховского к кинетике процесса коагуляции гидрозоля золота с начальной концентрацией ν0 = 20·1014 частиц/м3. Определите графически время половинной коагуляции золя θ при температуре T= 300 K. Данные по кинетике коагуляции, где t − время от начала коагуляции, следующие: t, c 0 30 60 120 240 480 n·10-14, частиц/м3 20,0 14,7 10,8 8,25 4,90 3,00 Решение. При быстрой коагуляции изменение числа частиц во времени выражается уравнением или , где q не зависит от времени коагуляции и является постоянной величиной. Зависимость представляет собой прямую, не проходящую через начало координат. Тангенс угла наклона этой прямой к оси абсцисс равен 1/q. Построив график, определяем tg a = 1,25·10-2 и q = 80 c. Теоретическое значение q рассчитываем по уравнению , где k − постоянная Больцмана, k = 1,38·10-23 Дж·K-1, h − вязкость воды равная 1·10-3 Па·с. Тогда . В пределах ошибок опыта экспериментально найденное значение совпадает с теоретически рассчитанным. Можно считать, что слипание частиц золя золота в данных условиях происходит по типу быстрой коагуляции.
Популярное: Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (2732)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |