Задачи к семинару № 2

Задачи. Семинар 2.
Расчет характеристик дисперсности. Правило фаз Гиббса
1. Дисперсность частиц коллоидного золота равна 10 8 м-1. Принимая
частицы золота в виде кубиков, определите, какую поверхность Sобщ
они могут покрыть, если их плотно уложить в один слой. Масса
коллоидных частиц золота 1 г. Плотность золота равна 19,6·103 кг/м3.
2. Приняв, что в золе серебра каждая частица представляет собой куб с
длиной ребра l = 4·10-8 м, определите, сколько коллоидных частиц
может получиться из 1·10-4 кг серебра. Вычислите суммарную
поверхность полученных частиц и рассчитайте поверхность одного
кубика серебра с массой 1·10-4 кг. Плотность серебра равна 10,5·103
кг/м3.
3. Золь ртути состоит из шариков диаметром 1·10-8 м. Чему равна
суммарная поверхность частиц золя, образующихся из 1 г ртути?
Плотность ртути равна 13,56·103 кг/м3.
4. Рассчитайте средний диаметр частиц силикагеля, если его удельная
поверхность равна 8,3·103 м2/кг, а плотность ρ = 2200 кг/м3.
5. Вычислите максимальное число степеней свободы и максимальное
число фаз, находящихся в равновесии в однокомпонентной
и
двухкомпонентной системах.
6. Чему равны наибольшее число степеней свободы и число фаз,
находящихся в равновесии в трехкомпонентной системе?
7. Найдите число степеней свободы при затвердевании расплавленного
чистого металла, сплава из двух металлов, образующих одну
кристаллическую структуру и сплава из двух металлов, образующих
две кристаллические структуры.
8. Пользуясь правилом фаз, найдите число степеней свободы, которыми
обладает система, состоящая из смеси NH4Cl, NH3 и НСl при очень
низкой температуре.
9. Вычислите число степеней свободы, которыми обладает система,
состоящая из: а) раствора KNO3 и NaNO3 в присутствии кристаллов
обеих солей и паров воды; б) раствора обеих солей в присутствии льда,
кристаллов KNО3, NaNO3 и паров воды; в) раствора обеих солей в
присутствии льда и паров воды.
10.Рассчитайте число степеней свободы равновесных систем,
образованных сульфатом меди:
1) ненасыщенный раствор CuSO4, Н2O (г);
2) раствор, CuS04*5H20 (к), Н20 (г);
3) раствор, CuS04*5H20 (к);
4) CuS04* 5Н20 (к) , CuS04*H20 (к), Н20 (г);
5) CuS04 *5Н20 (к), Н20 (г);
6) раствор, CuS04*5Н2О (к), CuS04*ЗН20 (к), Н20 (г).
11. Какое максимальное число фаз может иметь сплав, состоящий из
свинца, олова и висмута?
12. Какое максимальное число фаз может иметь система, состоящая из
раствора хлористого кальция, хлористого стронция и хлористого бария
в воде?
13. Из жидкого расплава свинца и сурьмы частично выпали кристаллы
сурьмы. Сколько степеней свободы имеет такая система?
14. Возможно ли существование однокомпонентной системы, состоящей
из четырех фаз?
15. Возможно ли существование пяти фаз в двухкомпонентной и
трехкомпонентной системе?
16. Находящаяся в состоянии равновесия система
NH4HCO3 (т) = NH3 (г) + СО2 (г) +Н20 (ж)
а) гомогенная однофазная;
б) гетерогенная двухфазная;
в) гетерогенная однофазная;
г) гомогенная двухфазная;
д) гетерогенная трехфазная;
е) гетерогенная четырехфазная.
17. Определите энергию Гиббса GS поверхности капель водяного тумана
массой m = 4г при 293К, если плотность воды ρ = 0,998 г/см3,
поверхностное натяжение воды σ = 72,75·10-3 Дж/м2, дисперсность
частиц D = 50 мкм-1.