Задачи и упражнения

1. Оцените природу следующих веществ: KNO₃, BaCl₂, пропанол, стеарат натрия. Сравните поверхностное натяжение водных растворов указанных веществ и воды.

2. Расположите в порядке уменьшения поверхностного натяжения следующие вещества: толуол, гептиловую кислоту, уксусную кислоту, воду, бензол.

3. К чистой воде добавили: а) серную кислоту; б) масляную кислоту. Как изменится поверхностное натяжение воды? Определите знак адсорбции.

4. Составьте схемы адсорбции и исследуйте влияние природы сорбента и сорбтива на процессе адсорбции на угле и меле из водного раствора хлорида железа(Ш), метиленовой сини C₁₆H₁₈N⁺Cl^- и эозина C₂₀H₈O₅Br₄.

5. Расположите ионы Ва²⁺, К⁺, Fe³⁺ в порядке уменьшения адсорбционной активности на полярном адсорбенте.

6. Какие из перечисленных веществ будут поглощаться на меле из водного раствора хлорида кальция, нитрата натрия, муравьиной кислоты?

7. Исследуйте влияние природы растворителя и адсорбента на процессе адсорбции на примере: адсорбент – мел, уголь; адсорбтив – краситель тимоловый синий (R-SO₃H); растворитель – вода, С₂Н₅ОН.

8. Разделите водные растворы хлорида кальция, масляной кислоты и хлорида натрия на сорбентах: мел, уголь, катионит.

9. Во сколько раз способность к положительной адсорбции пропанола отличается от способности метанола? Молярные концентрации разбавленных водных растворов спиртов одинаковы.

10. Изобразите схему адсорбции на угле, когда имеет место конкуренция сорбтивов.

11. Изобразите схему адсорбции, соответствующую максимальной. Какое правило вы используете при этом?

12. Приведите изотерму адсорбции этилового спирта, сделайте вывод о его поверхностной активности относительно воды. Изобразите положения молекул этилового спирта по отношению к поверхности воды. Какой знак будет иметь адсорбция?

13. У мочи № 1 найдено, что ее σ = 42 Эрг/см², а у мочи № 2 σ = 70,5 Эрг/см². Сделайте вывод о содержании в моче № 1 и № 2 ПАВ или ПИАВ, если σ в норме 57-68 г/см². Зарисуйте изотермы поверхностного натяжения в зависимости от концентрации сорбтива для этих жидкостей. По какому уравнению можно рассчитать адсорбцию данных веществ?

14. Опишите адсорбцию красителя малахитового зеленого (С₂₃Н₂₅N⁺Cl^-) на угле и меле из водного и спиртового растворов. Используя правило Ребиндера, сделайте выводы о влиянии природы растворителя на величину адсорбции. Изобразите схемы адсорбции на угле и меле.

15. Величина поверхностного натяжения раствора этилового спирта при 20^оС 32∙10^-3 Дж/м². Сделайте вывод о чистоте препарата и возможных примесях. Используйте справочные таблицы физико-химических величин.

16. Покажите применение правила Панета-Фаянса на примере сорбента BaSO₄ и раствора хлоридов бария и натрия. Биологическое значение избирательной адсорбции.

17. Сравните поверхностную активность двух предельных одноосновных карбоновых кислот в водном растворе в указанном интервале концентраций, если известно, что

Кислота	С, моль/л	σ, мН/м
Кислота 1	0,0312 0,0625	69,5 67,7
Кислота 2	0,0312 0,0625	65,8 60,4

В составе какой кислоты содержится больше атомов углерода?

18. При уменьшении концентрации раствора новокаина с 0,2 моль/л до 0,15 моль/л поверхностное натяжение возросло с 69 до 71 мН/м, а у раствора кокаина – с 65 мН/м до 70 мН/м. Во сколько раз отличаются величины адсорбции новокаина и кокаина из их водных растворов?

19. В 80 мл раствора мочевины с концентрацией 0,36 ммоль/л внесли 4 г активированного угля. В результате концентрация растворенного вещества снизилась до 0,12 ммоль/л. Вычислите величину адсорбции мочевины в моль/г.

20. Какая масса сахарозы была адсорбирована активированным углем массой 4 г из 0,1М водного раствора объемом 100 мл, если осмотическое давление раствора снизилось в 2 раза?

21. Какая масса уксусной кислоты (рК_а = 4,8)была адсорбирована активированным углем из водного раствора объемом 100 мл, если рН раствора повысился с 4,0 до 4,5?

22. Во сколько раз σ_{глицерина} > σ_{оливкового масла}, если в капилляре с внутренним радиусом 0,400 мм столбик глицерина поднялся на высоту 26,8 мм, а столбик оливкового масла – на 18,8 мм. Плотности глицерина и масла составляют 1,26 и 0,94 г/мл соответственно. Как объяснить различие σ для указанных жидкостей?

23. Рассчитайте поверхностное натяжение водного раствора амилового спирта (пентанола), если число капель этого раствора, вытекающего из сталагмометра, равно 72, а число капель воды – 60. Плотности жидкостей примите равными 1 г/мл. Оцените природу пентанола.

24. Угол смачивания виноградным соком поверхности нержавеющей стали равен 50^о, а полиэтилена – 100^о. Во сколько раз равновесная работа адгезии сока к стали больше, чем к полиэтилену?

25. Рассчитайте работу адгезии глицерина к студню желатина, нанесенному на парафин, если краевой угол смачивания составляет 69^о (t^o = 20^оС). Выполняется ли условие смачивания?

26. Для 0,1 % раствора эфиров сахарозы, поверхностное натяжение которого составляет 30 мДж/м² (30 Эрг/см²), определите равновесную работу когезии и адгезии, если краевой угол смачивания равен 15^о.