Поверхностные явления. Дисперсные системы

Вариант 1

1. Каковы особенности строения молекул ПАВ? Приведите примеры природных ПАВ (по отношению к воде).
2. В растворах какой кислоты – уксусной CH₃COOH или валериановой C₄H₉COOH будет больше поверхностная активность при равной концентрации и во сколько раз? Представьте на одном графике семейство изотерм поверхностного натяжения растворов данных кислот.
3. Определите тип адсорбции при растворении в воде серной кислоты, если концентрация серной кислоты в воде 2,66 моль/л, поверхностное натяжение раствора 78,2×10^-3н/м, поверхностное натяжение воды 72,05×10^-3н/м при 20⁰С.
4. Запишите формулу золя хлорида ртути (II), полученного в избытке HCI. Назовите составные части мицеллы, определите границы и знаки термодинамического и электрокинетического потенциалов. Какие из приведенных электролитов относятся к числу индифферентных и неиндифферентных- Ca(NO₃ )₂ , HNO₃, HBr, AgNO₃ ?
5. Коагуляция гидрозоля железа (III) объемом 10 мл наступила при добавлении к нему раствора сульфата натрия объемом 2 мл с с(1/2 Na₂SO₄) = 0,0025 моль/мл. Вычислите порог коагуляции и коагулирующую способность электролита.

Вариант 2

1. Что такое поверхностная активность? Что она выражает? В растворах какой кислоты – муравьиной НCOOH или пропионовой C₂H₅COOH будет больше поверхностная активность при равной концентрации и во сколько раз? Представьте на одном графике семейство изотерм адсорбции растворов данных кислот.
2. К раствору уксусной кислоты объемом 100мл добавили активированный уголь массой 3г. Количество кислоты до и после адсорбции определяли титрованием аликвотной доли объемом 40мл раствором КОН с концентрацией 0.1 моль/л. Определите величину адсорбции для данного раствора, если объем титранта до адсорбции был 5,32 мл, а после установления равновесия объем титранта стал равным 1,35 мл.

3. Как зависит поверхностное натяжение от температуры и от природы вещества? Объясните их.

1. При гидролизе ацетата алюминия получен золь гидроксида алюминия. Напишите формулу мицеллы этого золя.
2. Какие золи: гидроксида железа, иодида серебра (при избытке AgNO₃), иодида серебра (при избытке KI), следует смешать, чтобы произошла взаимная коагуляция?

Вариант 3

1. Что такое адсорбент? Приведите примеры полярных и неполярных адсорбентов. Для каких целей применяют сорбенты в производстве? Приведите примеры.

2. Какие факторы влияют на величину адсорбции ПАВ из водного раствора? Объясните характер влияния природы ПАВ и адсорбента.

1. В растворах какой кислоты - пропионовой CH₃CH₂COOH или валериановой CH₃CH₂CH₂CH₂COOH будет больше поверхностная активность (-Ds/DС) при равной концентрации и примерно во сколько раз? На основе какого правила?

4. В раствор объемом 120 мл некоторого вещества с концентрацией 0,440 моль/л поместили твердый адсорбент массой 6 г. После достижения адсорбционного равновесия концентрация вещества снизилась до 0,350 моль/л. Вычислите величину адсорбции.

1. Золь иодида серебра получен по реакции: KI + AgNO₃ = AgI↓ + KNO₃ при некотором избытке KI. Напишите формулу мицеллы этого золя. Его коагулируют растворами сульфата натрия и ацетата кальция. У какого электролита коагулирующая способность больше?

Вариант 4

1. Какой процесс называется адсорбцией? Почему адсорбция является самопроизвольным процессом? Как зависит величина адсорбции от удельной поверхности адсорбента?

2. Какие уравнения количественно характеризуют процесс адсорбции на твердой поверхности?

1. С увеличением концентрации изомасляной кислоты с 0,105 моль/л до 0,25 моль/л его поверхностное натяжение снизилось с 55,0 ×10^-3н/м до 40,0 ×10^-3н/м, а у раствора изовалериановой кислоты- с 45,0 ×10^-3н/м до 35,0 ×10^-3н/м Сравните величины адсорбции веществ в данном интервале концентраций при температуре 20⁰С.
2. Противоионами золя хлорида серебра оказались ионы натрия. Напишите схему строения мицеллы этого золя.
3. Порог коагуляции золя серебра ионами алюминия равен 0,186 ммоль/л. Какой объем 28%-ного раствора сульфата алюминия (пл. 1,33 г/мл) требуется для коагуляции золя объемом 2 л?

Вариант 5

1. Как формулируется правило Дюкло-Траубе? Приведите примеры, иллюстрирующие это правило.
2. Для адсорбции уксусной кислоты на адсорбенте уравнения Фрейндлиха равны К=0,55 моль/г, n=0,5. Рассчитайте величину адсорбции при равновесной концентрации 0,25 моль/л.

3. Дайте определение избирательной адсорбции. Правило Панета-Фаянса. Приведите пример.

1. Для получения золя к разбавленному раствору нитрата серебра небольшими порциями прибавляют разбавленный раствор хлорида калия. Золь какого вещества образуется? Укажите фазовый состав образующегося золя и химический состав фаз. Какое вещество играет роль электролита - стабилизатора. Какие ионы являются потенциалопределяющими, а какие - противоионами?
2. Пороги коагуляции для некоторого гидрозоля равны с _пор(CaCI₂)= 0,3 моль/л, с_пор(Na₂SО₄) = 0,0209 моль/л. Какой по знаку заряд несут частицы золя?

Вариант 6

1. В чем проявляется особенность поверхностного слоя на границе газ-жидкость? Почему возникает избыток свободной энергии на границе раздела фаз?

2. К раствору уксусной кислоты объемом 100мл добавили активированный уголь массой по 3г. Количество кислоты до и после адсорбции определяли титрованием аликвотной доли объемом 30мл раствором КОН с концентрацией 0.1 моль/л. Определите величину адсорбции, если объем титранта до адсорбции был 5,4 мл, а после установления равновесия объем титранта стал 1,3 мл.

3. В растворах какой кислоты – уксусной CH₃COOH или гексановой C₅H₁₁COOH будет больше поверхностная активность при равной концентрации и во сколько раз? Представьте на одном графике семейство изотерм поверхностного натяжения растворов данных кислот.

4. Золь иодида серебра получен смешиванием раствора нитрата серебра объемом 20 мл с с (AgNO₃) = 5,0 · 10^-3 моль/л и раствора иодида калия объемом 30 мл с с (KI) = 6,0 · 10^-3 моль/л. Назовите метод получения золя. Определите знак заряда коллоидных частиц.

5. Что такое порог коагуляции, для каких систем эта величина приемлема, как она зависит от заряда иона - коагулянта? Для вышеупомянутого золя какие ионы (анионы или катионы) могут быть ионами - коагулянтами?

Вариант 7

1. В чем особенность строения насыщенного мономолекулярного поверхностного слоя ПАВ? Изобразите схематически, как ориентируются молекулы ПАВ в насыщенном адсорбционном слое на границе раздела вода-воздух и бензол- вода.
2. Экспериментально установлено, что максимальная величина адсорбции пропионовой кислоты на угле составляет 3,0·10^-3 моль/г; a=0,06 моль/л. Сколько граммов вещества адсорбировалось из раствора с равновесной концентрацией 0,1моль/л? Масса адсорбента равна 1г.
3. В растворе какого спирта: этанола или бутанола будет больше поверхностная активность и во сколько раз? На основании какого правила? Представьте на одном графике семейство изотерм адсорбции растворов данных спиртов.
4. Осадок гидроксида железа (III) осторожно обработали раствором хлорида железа (III). В результате образовался золь вещества осадка с положительно заряженными частицами. Напишите формулу мицеллы золя. Укажите, каким методом получен золь.
5. В три колбы налито по 100 мл золя Fe(OH)₃. Чтобы вызвать коагуляцию золя потребовалось добавить в 1 пробирку 10,5 мл 1н KCI, во вторую 62,5 мл 0,01н сульфата натрия, в третью 37 мл 0,01н фосфата натрия. Рассчитайте порог коагуляции каждого электролита и определите знак заряда частиц золя.

Вариант 8

1. По каким признакам классифицируются дисперсные системы? Какие системы называются коллоидными? Сопоставить свойства коллоидных систем и истинных растворов.

2. Для адсорбции уксусной кислоты на адсорбенте константы уравнения Фрейндлиха равны: К_Ф= 0,50 моль/г; n=0,45. Рассчитайте величину адсорбции при равновесной концентрации 0,22 моль/л.

3. Экспериментально установлено, что максимальная величина адсорбции вещества (М=60 г/моль) некоторым адсорбентом составляет 5,0°10^-3 моль/г; a=0,006 моль/л. сколько граммов вещества адсорбировалось из раствора с равновесной концентрацией 0,1 моль/л двумя граммами данного адсорбента.

4. Золь гексацианоферрата (II) меди (II) был получен действием на гексацианоферрат (II) калия избытка сульфата меди. Напишите формулу мицеллы.

5. Порог коагуляции золя хлоридом калия больше, чем хлоридом бария. Каков знак заряда коллоидных частиц? Приведите примеры электролитов, для которых значения порогов коагуляции будут одного порядка.

Вариант 9

1. Чем характеризуется устойчивость дисперсной системы? Какие факторы определяют устойчивость золя? Что такое седиментация и коагуляция? Каковы их признаки? Как изменяется дисперсность в процессе коагуляции? Что такое порог коагуляции и коагулирующая способность электролита? Сформулируйте правила Гарди и Шульце.

2. Для каких концентраций справедливо уравнение Фрейндлиха, а для каких концентраций справедливо уравнение Ленгмюра?

3. В раствор объемом 60 мл некоторого вещества с концентрацией 0,440 моль/л поместили твердый адсорбент массой 3 г. После достижения адсорбционного равновесия концентрация вещества снизилась до 0,350 моль/л. Вычислите величину адсорбции (моль/г).

4. Для получения золя хлорида серебра смешали 15 см³ 0,025 н раствора хлорида калия с 85 см³ 0,005 н раствора нитрата серебра. Написать формулу мицеллы, указать знак заряда гранулы.

5. Пороги коагуляции (ммоль/л) некоторого золя под действием нескольких электролитов оказались равны для KNO₃ –50, MgCI₂ - 0,72, Na₃PO₄ - 47, Na₂SO₄ - 49, MgSO₄ - 0,80, AICI₃ - 0,01. Каков заряд коагулирующего иона?

Вариант 10

1. Что такое адсорбция? Как изменяется свободная энергия при адсорбции? Дайте определение избирательной адсорбции. Приведите пример.

2. В растворах какой кислоты –пропионовой C₂H₅COOH или валериановой C₄H₉COOH будет больше поверхностная активность при равной концентрации и во сколько раз? На основе какого правила? Покажите графически расположение относительно друг от друга изотерм поверхностного натяжения указанных кислот.

3. В раствор объемом 50 мл некоторого вещества с концентрацией 0,440 моль/л поместили твердый адсорбент массой 2,5 г. После достижения адсорбционного равновесия концентрация вещества снизилась до 0,340 моль/л. Вычислите величину адсорбции.

4. Золь образуется в результате реакции: CaCI_2(изб)+H₂C₂O₄®. Изобразите строение мицеллы золя. Какие ионы будут вызывать коагуляцию этого золя: K⁺, Mg²⁺, NO₃^-, PO₄^3-, AI³⁺.

5. Какие из приведенных ионов оказывают коагулирующее действие на отрицательный золь гексацианоферрата железа(III) «берлинской лазури»: AI³⁺,CI, NO₃^-, Mg²⁺, SO₄^2-, K⁺? Расположите их в порядке усиления коагулирующего действия.

Вариант 11

1. В чем проявляется особенность поверхностного слоя на границе газ-жидкость? Почему возникает избыток свободной энергии на границе раздела фаз?

1. К раствору уксусной кислоты объемом 100мл добавили активированный уголь массой по 3г. Количество кислоты до и после адсорбции определяли титрованием аликвотной доли объемом 30мл раствором КОН с концентрацией 0.1 моль/л. Определите величину адсорбции, если объем титранта до адсорбции был 5,4 мл, а после установления равновесия объем титранта стал 1,3 мл.

3. В растворах какой кислоты – уксусной CH₃COOH или гексановой C₅H₁₁COOH будет больше поверхностная активность при равной концентрации и во сколько раз? Представьте на одном графике семейство изотерм поверхностного натяжения растворов данных кислот.

4. Золь иодида серебра получен смешиванием раствора нитрата серебра объемом 20 мл с с (AgNO₃) = 5,0 · 10^-3 моль/л и раствора иодида калия объемом 30 мл с с (KI) = 6,0 · 10^-3 моль/л. Назовите метод получения золя. Определите знак заряда коллоидных частиц.

5. Что такое порог коагуляции, для каких систем эта величина приемлема, как она зависит от заряда иона - коагулянта? Для вышеупомянутого золя какие ионы (анионы или катионы) могут быть ионами - коагулянтами?

Вариант 12

1. В чем особенность строения насыщенного мономолекулярного поверхностного слоя ПАВ? Изобразите схематически, как ориентируются молекулы ПАВ в насыщенном адсорбционном слое на границе раздела вода-воздух и бензол- вода.

2. Экспериментально установлено, что максимальная величина адсорбции пропионовой кислоты на угле составляет 3,0·10^-3 моль/г; a=0,06 моль/л. Сколько граммов вещества адсорбировалось из раствора с равновесной концентрацией 0,1моль/л? Масса адсорбента равна 1г.

3. В растворе какого спирта: этанола или бутанола будет больше поверхностная активность и во сколько раз? На основании какого правила? Представьте на одном графике семейство изотерм адсорбции растворов данных спиртов.

4. Осадок гидроксида железа (III) осторожно обработали раствором хлорида железа (III). В результате образовался золь вещества осадка с положительно заряженными частицами. Напишите формулу мицеллы золя. Укажите, каким методом получен золь.

5. В три колбы налито по 100 мл золя Fe(OH)₃. Чтобы вызвать коагуляцию золя потребовалось добавить в 1 пробирку 10,5 мл 1н KCI, во вторую 62,5 мл 0,01н сульфата натрия, в третью 37 мл 0,01н фосфата натрия. Рассчитайте порог коагуляции каждого электролита и определите знак заряда частиц золя.

Вариант 13

1. Каковы особенности строения молекул ПАВ? Приведите примеры природных ПАВ (по отношению к воде).

2. В растворах какой кислоты – уксусной CH₃COOH или валериановой C₄H₉COOH будет больше поверхностная активность при равной концентрации и во сколько раз? Представьте на одном графике семейство изотерм поверхностного натяжения растворов данных кислот.

3. Определите тип адсорбции при растворении в воде серной кислоты, если концентрация серной кислоты в воде 2,66 моль/л, поверхностное натяжение раствора 78,2×10^-3н/м, поверхностное натяжение воды 72,05×10^-3н/м при 20⁰С.

4. Запишите формулу золя хлорида ртути (II), полученного в избытке HCI. Назовите составные части мицеллы, определите границы и знаки термодинамического и электрокинетического потенциалов. Какие из приведенных электролитов относятся к числу индифферентных и неиндифферентных- Ca(NO₃ )₂ , HNO₃, HBr, AgNO₃ ?

5. Коагуляция гидрозоля железа (III) объемом 10 мл наступила при добавлении к нему раствора сульфата натрия объемом 2 мл с с(1/2 Na₂SO₄) = 0,0025 моль/мл. Вычислите порог коагуляции и коагулирующую способность электролита.

Вариант 14

1. Что такое поверхностная активность? Что она выражает? В растворах какой кислоты – муравьиной НCOOH или пропионовой C₂H₅COOH будет больше поверхностная активность при равной концентрации и во сколько раз? Представьте на одном графике семейство изотерм адсорбции растворов данных кислот.

2. К раствору уксусной кислоты объемом 100мл добавили активированный уголь массой 3г. Количество кислоты до и после адсорбции определяли титрованием аликвотной доли объемом 40мл раствором КОН с концентрацией 0.1 моль/л. Определите величину адсорбции для данного раствора, если объем титранта до адсорбции был 5,32 мл, а после установления равновесия объем титранта стал равным 1,35 мл.

3. Как зависит поверхностное натяжение от температуры и от природы вещества? Объясните их.

4. При гидролизе ацетата алюминия получен золь гидроксида алюминия. Напишите формулу мицеллы этого золя.

5. Какие золи: гидроксида железа, иодида серебра (при избытке AgNO₃), иодида серебра (при избытке KI), следует смешать, чтобы произошла взаимная коагуляция?