Практична робота №22
Тема: РОЗРАХУНОК ПАРАМЕТРІВ ДИСПЕРСНИХ СИСТЕМ.
Мета: навчитись обчислювати параметри дисперсних систем
Устаткування: багатофункціональні калькулятори
Хід роботи
Теоретичне обґрунтування. До параметрів дисперсних систем відносяться параметри,які характеризують їх властивості.
Серед молекулярно-кінетичних властивостей – параметри, що характеризують броунівський рух, дифузію, зсув, осмотичний тиск. Середній зсув вираховується за рівнянням:
(22.1),
де D – це коефіцієнт дифузії який , можна обчислити за рівнянням:
D = (22.2).
Кількість речовини, що дифундує,знаходять за рівнянням:
m = D (22.3),
де С1 і С2 -концентрація речовини в різних частинах системи, l – відстань між ними.
Осмотичний вираховується за формулою:
= N (22.4),
де N – кількість часток, NA – числло Авогадро, R – універсальна газова стала, T – абсолютна температура.
Для характеристики оптичних властивостей колоїдних розчинів застосовують рівняння Релея:
(22.5),
де Io- інтенсивність падаючого світла, К – постійна величина для даного золю, що залежить від різниці показників переломлення дисперсної фази no та дисперсійного середовища n, V- об’єм частки, N- кількість часток, що розсіюється о одиниці об’єму, - довжина хвилі падаючого світла.
Характеризуючи електрокінетичні властивості, розраховують - потенціал та електрофоретичну швидкість.
Для цього використовують наступні вираження:
Електрофоретична
швидкість:
(22.6) - для часток циліндричної форми;
(22.7)
- для часток сферичної форми;
- потенціал:
(22.8)
- для часток циліндричної форми;
(22.9) - для часток сферичної форми.
Крім того, для характеристики дисперсних систем обчислюють питому поверхню за наступною формулою:
(22.10),
де S – загальна площа часток,V - об’єм, r – радіус часток.
Задача 1. Вирахуйте питому та загальну поверхню 1*10-3 кг вугільного пилу з діаметром часток 8*10-5 м. Щільність вугілля 1,8 кг/м3. Частки сферичної форми.
Розв’язання
Визначаємо об’єм 1*10-3кг вугільного пилу за рівнянням
:
(м3).
Визначаємо питому поверхню вугільного пилу за рівнянням 22.10:
=4*10-5
(м);
(м-1).
3.Визначаємо загальну поверхню, виходячи з рівняння 22.10:
S= 0,5*10-3*0,75*105=0,375*102 (м2).
Відповідь:
м-1;
S=0,375*102
м2.
Задача 2. Визначити коефіцієнт дифузії часток диму хлористого амонію із радіусом часток 10-6м при 273К, коли в’язкість повітря дорівнює 1,7*10-5 Н*с/м2.
Розв’язання
Коефіцієнт дифузії часток диму визначаємо за рівнянням 22.2:
=11,77*10-9
(м2/с).
Відповідь: D = 11,77 м2/с.
І. Дайте відповіді на тести
Варіант 1
1. Дисперсні системи:
а) гомогенні;
б) гетерогенні.
2. Грубодисперсні системи інакше називають:
а) мікрогетерогенними;
б) ультрамікрогетерогенними.
3. При дисперсійному методі отримання дисперсних систем застосовують:
а) злиття двох розчинів;
б) проведення конденсації речовини;
в) колоїдні млини;
г) механічне диспергування;
д) електродиспергування.
4. Процес очистки золів називається:
а) екоочищення;
б) фільтрація;
в) діаліз.
5. При з’єднанні двох рідин, що не змішуються, отримують:
а) емульсії;
б) суспензії.
6. Броунівський рух належить до властивостей колоїдних систем:
а) оптичних;
б) молекулярно-кінетичних;
в) електрокінетичних.
7. Рівняння = справедливо для часток:
а) сферичної форми;
б) циліндричної форми.
8. При електрофорезі нерухомою залишається:
а) дисперсна фаза;
б) дисперсійне середовище.
Варіант 2
1. Сукупність подрібнених часток дисперсних систем називається:
а) дисперсна фаза;
б) дисперсійне середовище.
2. Одиницею розмірності питомої поверхні є:
а) м2;
б) м3;
в) м-1.
3. Колоїдні системи інакше називають:
а) мікрогетерогенними;
б) ультрамікрогетерогенними.
4. При пропусканні газу через рідину отримують:
а) емульсії;
б) суспензії;
в) піни.
5. Опалесценція належить до властивостей колоїдних систем:
а) оптичних;
б) молекулярно-кінетичних;
в) електрокінетичних.
6. Рівняння = справедливо для часток:
а) сферичної форми;
б) циліндричної форми.
7. При електроосмосі нерухомою залишається:
а) дисперсна фаза;
б) дисперсійне середовище.
8. Зсув належить до властивостей колоїдних систем:
а) оптичних;
б) молекулярно-кінетичних;
в) електрокінетичних.