Определите осмотичекое давление гидрозоля золота (массовая доля 20%) диаметром частиц, равным 6*10-9м, и плотностью дисперсной фазы 19,63*10-3кг/м3, температура 288К.
π-осмотическое давление
где Cv — частичная концентрация.
Кб- константа Больцмана
Cv=Сm/mч
mч=π*d3*ρд.ф./6
π — число «пи»
Подскажите, пожалуйста, как найти масовую концентрацию?
1 сообщение • Страница 1 из 1
- события — глобальные и локальные
- ↳ объявления и новости ChemPort.Ru
- ↳ что? где? когда?
- наука и технология / chemical scienceproduction
- ↳ автохимия и моющие средства
- ↳ лакокрасочные материалы и их рецептуры
- химический бизнес / chemical business
- ↳ снабжение лабораторий, предприятий и организаций
- ↳ Могу, умею
- ↳ барахолка
- ↳ вопрос-ответ
- ↳ инновации в химии
- ↳ ноу-хау от химиков — в бизнес
- ↳ требуется новое решение
- ↳ о работе
- ↳ работа на заказ
- ↳ Могу, умею
- ↳ барахолка
- химическое образование / chemical education
- ↳ обмен книгами, статьями, программами
- ↳ Сцыхаб
- ↳ Статьи и книги on-line
- ↳ Статьи и книги off-line
- ↳ Химические базы данных
- ↳ Полезные материалы от участников форума
- ↳ учеба — поступление, экзамены, зачеты и кафедры
- ↳ абитуриенты и первокурсники
- ↳ кафедры
- ↳ аспирантура
- ↳ химия в школе и вузе, помощь в решении задач
- ↳ Халява
- ↳ Репетиторство
- ↳ Лаборантская
- курилка
- ↳ лицом к лицу
- ↳ антихимия
- ↳ олимпиада-2010
Кто сейчас на конференции
Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 2 гостя
Осмотическое давление
- Форум химиков
- Часовой пояс: UTC+03:00
- Удалить cookies
- Пользователи
- Наша команда
Источник: www.chemport.ru
III. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКИЕ И СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ
Определите коэффициент диффузии D и среднеквадратичный сдвиг частицы гидрозоля за время τ = 10 с, если радиус частицы r = 50 нм, температура Т=293,2 К, вязкость среды η = 10 -3 Па*с.
Решение. Коэффициент диффузии рассчитывается по уравнению Эйнштейна:
Коэффициент диффузии и средний сдвиг частицы связаны уравнением Эйнштейна-Смолуховского: , тогда среднеквадратичный сдвиг частицы составит:
Пример 2
Определите радиус гидрозоля золота, если после установления диффузионно- седиментационного равновесия при 293 К на высоте h = 8,5 см концентрация частиц изменяется в е раз. Плотность золота ρ = 19,3 г/см 3 , плотность воды ρ = 1,0 г/см 3 .
Решение. При установлении диффузионно-седиментационного равновесия распределение частиц по высоте рассчитывается по уравнению гипсометрического закона:
Осмос и осмотическое давление
сh, с0 — концентрация гидрозоля на высоте и начальная, соответственно.
— объем частицы, для сферических частиц равен
Согласно условию задачи сh = c/е, тогда . С учетом этого выражение для радиуса частиц принимает вид:
Пример 3
Рассчитайте осмотическое давление 30%-ного гидрозоля SiO2 при температуре 293,2 К, если удельная поверхность частиц Sуд=2,7*10 5 м 2 /кг. Плотность частиц гидрозоля SiO2 ρ=2,2 г/см 3 , плотность среды ρ=1,15 г/см 3 .
Решение. Для дисперсных систем осмотическое давление π рассчитывается по уравнению Вант-Гоффа следующего вида:
с- массовая концентрация частиц;
m- масса одной частицы.
Находим массовую концентрацию частицы дисперсной фазы:
Массу сферической частицы определяем по формуле , диаметр частицы . Тогда кг.
Рассчитываем осмотическое давление:
Пример 4
Какое центробежное ускорение должна иметь центрифуга, чтобы вызвать оседание частиц радиусом r равным 5 . 10 -8 м и плотностью ρ=3. 10 3 кг/м 3 в среде с плотностью ρ0=1 . 10 3 кг/м 3 и вязкостью η=1 . 10 -3 Па . с при температуре 300 К.
Решение. Для того, чтобы происходило оседание частиц, необходимо преобладание скорости оседания над скоростью теплового движения примерно на порядок. Для оценки скорости теплового движения частиц рассчитывают средний сдвиг за 1 с, по уравнению:
Задаемся скоростью оседания Uц=3 . 10 -5 м/с. По уравнению
находим центробежное ускорение
Пример 5
Рассчитайте толщину диффузионного ионного слоя λ на поверхности частиц сульфата бария, находящихся в водном растворе хлорида натрия с концентрацией 25 мг/дм 3 . Относительная диэлектрическая проницаемость раствора при 288 К равна ε=82,2.
Решение. Толщина диффузионного ионного слоя рассчитывается по уравнению: , где
ε0= 8,85 . 10 -12 Ф/м электрическая постоянная,
F=96500 Кл/моль постоянная Фарадея,
ионная сила раствора (с-концентрация моль/м 3 ).
Для электролита NaCl ионная сила равна: .
Выразим концентрацию раствора NaCl в моль/м 3 :
Следовательно, I=0,428. Рассчитаем толщину λ:
Пример 6
Рассчитать и сравнить время оседания частиц в гравитационном и центробежном полях при следующих условиях: радиус частиц r=10 -7 м; плотность дисперсной фазы ρ=3 . 10 3 кг/м 3 ; плотность дисперсионной среды ρ0=1 . 10 3 кг/м 3 ; вязкость η=1 . 10 -3 Па . с; высота оседания H=0,1 м; центробежное ускорение ω 2 h= 200g
Решение. Время оседания . Скорость оседания частиц в гравитационном поле рассчитывают по уравнению:
Пример 7
Рассчитать радиус частиц золя AgCl в воде, если время оседания в центрифуге составило 10 мин при следующих условиях: исходный уровень h1=0,09 м; конечный уровень h2=0,14 м; плотность дисперсной фазы ρ=5,6 . 10 3 кг/м 3 ; плотность дисперсионной среды ρ0=1 . 10 3 кг/м 3 ; частота вращения центрифуги u=1000 об/мин; вязкость η=1 . 10 -3 Па . с.
Решение. Радиус частиц рассчитывают по уравнению:
Угловая скорость ω=2πn/60, где n- число оборотов в минуту (частота вращения). Следовательно,
ЛИТЕРАТУРА
1. Щукин Е.Д. Коллоидная химия / Е.Д. Щукин, А.В. Перцев, Е.А. Амелина. — М.: Изд-во МГУ, 2004.
2. Зимон А.Д. Коллоидная химия: учебник для вузов / А.Д. Зимон, Н.Ф. Лещенко. — М.: АГАР, 2001.
3. Гельфман М.И. Коллоидная химия / М.И. Гельфман, О.В. Ковалевич, В.П. Юстратов. — СПб.: Лань, 2003.
4. Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии / Под ред. Ю.Г. Фролова и А.С. Гродского — М.: Химия,1986.
Источник: allrefrs.ru
Молекулярно-кинетические свойства коллоидных растворов.
Решени е: 1) Коэффициент диффузии (D м 2 /с) – удельная скорость диффузии, характеризующая способность вещества к диффузии.
, где к – постоянная Больцмана, r – радиус диффундирующих частиц, η – вязкость дисперсионной среды. Отсюда можно найти радиус частиц: , здесь D выражено в м 2 /с (D = 5,4·10 -5 /86400 = 6,25·10 -10 м 2 /с). Молярную массу арбинозы рассчитывают по уравнению:
Вычисленное и теоретическое значение молярной массы арбинозы близки.
2) Понятие среднего смещения частиц Δх характеризует броуновское (хаотическое) движение частиц. Проекцию среднего смещения частиц вычислим по формуле:
Пример 2. Вычислите скорость оседания эмульсии золота в воде, если плотность золота ρ = 19,32·10 3 кг/м 3 , плотность воды 1,0·10 3 кг/м 3 , радиус частиц золота равен 1,4·10 -6 м, вязкость воды η = 1,14·10 -3 Н·с/м 2 .
Решени е: Скорость оседания (седиментации) вычисляется по формуле Стокса:
где, g – ускорение свободного падения, м 2 /с.
Пример 3. Определите осмотическое давление гидрозоля золота (массовая доля 20%) диаметром частиц, равным 6·10 -9 м, и плотностью дисперсной фазы 19,63·10 3 кг/м 3 , температура 288 К.
Решени е: Для дисперсных систем осмотическое давление π рассчитывается по уравнению Вант-Гоффа следующего вида:
где n – частичная (численная) концентрация, C – массовая концентрация частиц (кг/м 3 ), m0 – масса одной частицы, кг; k – константа Больцмана (). Для сферической частицы с радиусом r имеем , где ρ – плотность дисперсной фазы, кг/м 3 .
МНОГОВАРИАНТНЫЕ ЗАДАНИЯ
Задача 1.
| Вари- ант | Задача |
| 1,13 | Найти средний сдвиг частиц дыма хлористого аммония с радиусом r = 10 -6 м при 273К за время t = 5 с. Вязкость воздуха η = 1,7·10 -5 Н·с/м 2 . Как изменится сдвиг, если радиус частиц дыма 10 -7 м? |
| 2,14 | Среднеквадратичное значение проекции сдвига частицы гидрозоля SiO2 за 3с составляет 8 мкм. Определите радиус частицы, если вязкость дисперсионной среды равна 1×10 -3 Н·с/м 2 при 293 К |
| 3,15 | Вычислите проекцию среднего смещения частиц гидрозоля с радиусом 1·10 -7 м за 4 с. Вязкость среды η = 1·10 -3 Н·с/м 2 , температура 293 К. Чему равен коэффициент диффузии частиц гидрозоля (в м 2 /с и м 2 /сутки)? |
| 4,16 | Среднее смещение коллоидных частиц платины в ацетоне при температуре 17°С за 16 с составило 6,2·10 -6 м. Вязкость ацетона при заданной температуре η= 3,2·10 -4 Н·с/м 2 . Вычислите радиус частиц золя платины и их коэффициент диффузии. |
| 5,17 | Проекция среднего смещения коллоидных частиц золота при 18°С за 4 с равна 1,8·10 -6 м, вязкость среды η= 1·10 -3 Н·с/м 2 . Вычислите радиус частиц золя золота и их коэффициент диффузии в данных условиях. |
| 6,18 | Вычислите проекцию среднего смещения частиц гидрозоля золота с радиусом 2,2·10 -8 м за 1 с. Вязкость среды η= 1·10 -3 Н·с/м 2 , температура 293К. Чему равен коэффициент диффузии частиц гидрозоля (в м 2 /с и м 2 /сутки)? |
| 7,19 | Вычислить величину среднего сдвига коллоидных частиц гидрозоля гидрата окиси железа при 293К за время t = 4 с, если радиус частиц r = 10 -8 м, вязкость воды η = 10 -3 Н·с/м 2 |
| 8,20 | Коэффициент диффузии коллоидного золота составляет 2,7·10 -5 м 2 /сутки при 285К и вязкости равной 1,21·10 -3 Н·с/м 2 . Вычислите радиус коллоидных частиц золота. |
| 9,21 | Коэффициент диффузии молочного сахара в воде при 291К составляет 3,94·10 -5 м 2 /сутки. Вязкость воды равна 1,06·10 -3 Н·с/м 2 . Вычислите радиус молекулы (в м) и молярную массу органического вещества. Плотность тростникового сахара равна 1,542·10 3 кг/м 3 . Полученное значение молярной массы сравните с теоретическим (М = 324 г/моль). |
| 10,22 | Коэффициент диффузии мальтозы в воде при 291К составляет 3,92·10 -5 м 2 /сутки. Вязкость воды равна 1,06·10 -3 Н·с/м 2 . Вычислите радиус молекулы (в м) и молярную массу органического вещества. Плотность мальтозы составляет 1,540·10 3 кг/м 3 . Полученное значение молярной массы сравните с теоретическим (М = 342 г/моль). |
| 11,23 | Вычислите радиус коллоидных частиц золя гидроксида железа и их коэффициент диффузии, если среднее смещение частиц при 20°С за 6 с равно 1,6·10 -5 м. Вязкость воды при заданной температуре η= 1·10 -3 Н·с/м 2 . |
| 12,24 | Коэффициент диффузии рафинозы в воде при 291К составляет 3,38·10 -5 м 2 /сутки. Вязкость воды равна 1,06·10 -3 Н·с/м 2 . Вычислите радиус молекулы (в м) и молярную массу органического вещества. Плотность мальтозы равна 1,502·10 3 кг/м 3 . Полученное значение молярной массы сравните с теоретическим (М = 504 г/моль). |
Задача 2.
Источник: poisk-ru.ru