Задание 7 Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем. Седиментация. Вариант 1. Часть 1.

Кафедра физической и коллоидной химии РУДН «Фармация (ЗО)
Задание 7 . Коллоидная химия.
Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем. Седиментация.
Вариант 1.
балл
Часть 1.
Во сколько раз отличаются радиусы частиц двух монодисперсных суспензий (1 и 2) одинаковой
1. природы, если отношение скоростей седиментации равно U1/U2 = 25? Нарисуйте кривые
седиментации для монодисперсной и бидисперсной системы.
Рассчитайте поверхность 1г порошка кокса (плотность - 0,5 г/см3), состоящего из трех фракций с
2. диаметрами частиц 0,01 мкм (20%), 0,05 мкм (35%) и 0,06 мкм (45%). Нарисуйте схематично
кривую седиментации этой системы.
3
Определите давление, необходимое для обратного осмоса раствора глюкозы при 270С с весовой
концентрацией 10 г/л, если перепад давлений составляет 3105 Па, радиус молекул глюкозы – 1нм,
плотность – 1,5 г/см3.
4
3.
Часть 2. Седиментационный анализ суспензии.
Кривая седиментации полидисперсной системы воронежская глина/вода
плотность глины ρ = 2,72 г/см3; плотность воды ρ0 = 1 г/см3; вязкость η = 0,96 сПз; Н = 9,5 см.
Указать весовой процент проанализированных на дисперсность частиц - ……
Построить дифференциальную кривую распределения частиц по размерам.
Определить наиболее вероятный радиус (ы) частиц.
Рассчитать удельную поверхность в м2./г.
1.
3
40
Кафедра физической и коллоидной химии РУДН «Фармация (ЗО)
Задание 7 . Коллоидная химия.
Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем. Седиментация.
Вариант 2
балл
Часть 1.
Определите размер частиц одной из трех фракций частиц порошка SiO2 с удельной поверхностью
62 м2/г , если радиусы частиц первой и второй фракции составляют 0,15 мкм (10% вес.) и 0,05 мкм
1.
(25%). Плотность частиц  = 2,4 г/см3. Нарисуйте дифференциальную и интегральную кривые
распределения частиц по размерам для моно- и полидисперсной систем.
Рассчитайте средний сдвиг (х ) частиц водной суспензии TiO2 со средним диаметром частиц 10 нм
2.
при 25 0С (вязкость воды - 1,002 сПз). Как изменится х, если диаметр увеличится в три раза?
3
Вычислите осмотическое давление () гидрозоля золота с концентрацией 0,003 г в 100 г раствора,
состоящего из частиц диаметром 1 нанометр. Плотность Au равна 19 г/см3. Температура золя 20 0С.
Как изменится осмотическое давление золя, если размер частиц увеличить в три раза?
4
3.
Часть 2. Седиментационный анализ суспензии.
Кривая седиментации полидисперсной системы Веселовская глина/вода
плотность глины ρ = 2,75г/см3; плотность воды ρ0 = 1 г/см3; вязкость η = 1 сПз; Н = 10,0 см.
Указать весовой процент проанализированных на дисперсность частиц
Построить дифференциальную кривую распределения частиц по размерам.
Определить наиболее вероятный радиус(ы) частиц.
Рассчитать удельную поверхность в м2/г.
3
40
Кафедра физической и коллоидной химии РУДН «Фармация (ЗО)
Задание 7. Коллоидная химия.
Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем. Седиментация.
Вариант 3
Часть 1.
Рассмотрим результат анализа крови. Окрашенный фронт пробы смещается за 10 минут на 3 мм.
1. Определите, здоров ли человек (норма СОЭ - 10 мм/ч)? Во сколько раз отличаются по размеру
эритроциты больного человека и здорового?
2.
Рассчитайте средний сдвиг капель микроэмульсии с радиусом частиц 100 нанометров за 2 минуты
при 20 0С, если вязкость составляет 110-3 Па-с. Что называют средним сдвигом?
3.
Вычислите осмотическое давление углеродной пыли с концентрацией 0.002 кг/м3, если средний
радиус частиц аэрозоля 0,02 микрометра, плотность 1,8 г/см3, температура 30 0С. В чем особенность
осмотического давления гидрозолей?
Часть 2. Седиментационный анализ суспензии.
Кривая седиментации полидисперсной системы Al2O3/вода
плотность ρ = 3,9 г/см3; плотность воды ρ0 = 1г/см3; вязкость η = 1,2 сПз; Н = 8,3 см.
Указать весовой процент проанализированных на дисперсность частиц - ……
Построить дифференциальную кривую распределения частиц по размерам.
Определить наиболее вероятный радиус(ы) частиц.
Рассчитать удельную поверхность в м2/г.
балл
3
3
4
40
Кафедра физической и коллоидной химии РУДН «Фармация (ЗО)
Задание 7. Коллоидная химия.
Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем. Седиментация.
Вариант 4
Часть 1.
Вычислить среднеквадратичный сдвиг частиц при броуновском движении капель эмульсии с
1. радиусом частиц 6,5 мкм за 1 минуту, вязкость среды η = 1,5 103 Па·с , температура 15 0С..
Что называют броуновским движением?
2.
Какое центробежное ускорение должна иметь центрифуга, чтобы вызвать оседание частиц радиусом
r =70 нанометров и плотностью ρ=2,9·103 кг/м3 в среде с плотностью ρ0=1·103 кг/м3 и вязкостью
η=1⋅10-3 Па·с при 25 0С. В каких случаях используют центрифугу для дисперсионного анализа?
3.
Рассчитайте отношение осмотических давлений двух гидрозолей с частицами сферической формы
при условии: равенства их массовых концентраций, имеющих различную дисперсность D1=40 мкм-1,
D2=20 мкм-1. В чем состоит явление осмоса ? Как отличаются осмотические давления истинных и
коллоидных растворов?
Часть 2. Седиментационный анализ суспензии.
Кривая седиментации полидисперсной системы SiO2 /вода
Плотность частиц ρ = 2,68 г/см3; плотность воды ρ0 = 1 г/см3; вязкость η = 0,866 сПз; Н = 14,3 см.
На оси ординат указан весовой процент проанализированных частиц.
Построить дифференциальную кривую распределения частиц по размерам.
Определить наиболее вероятный радиус(ы) частиц.
Рассчитать удельную поверхность в м2/г.
2.
балл
3
3
4
40
Кафедра физической и коллоидной химии РУДН «Фармация (ЗО)
Задание 7. Коллоидная химия.
Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем. Седиментация.
Вариант 5
балл
Часть 1.
1.
2.
3.
С какой скоростью оседают частицы аэрозоля хлорида аммония (плотность 1,5 г/см3), имеющие
радиус 0,5 микрометра. Вязкость воздуха принять равной 1,8·10-5 Па·с., а плотностью воздуха
пренебречь. Как изменится скорость седиментации, если размер частиц уменьшится в 3 раза?
Сравните средние сдвиги частиц гидрозоля кремниевой кислоты с радиусом частиц 0,8 мкм (1) и
0,05 мкм (2) за 1 минуту. Определите удельную поверхность частиц гидрозолей 1 и 2.
Осмотическое давление гидрозоля серы (форма частиц сферическая) с концентрацией 2 г/л при 20
С равно 3,74 Па. Рассчитайте размер частиц и коэффициент диффузии частиц гидрозоля при тех же
условиях, если плотность серы 2,1 г/см3, а вязкость дисперсионной среды 1·103Па·с .
3
3
4
0
Часть 2. Седиментационный анализ суспензии.
Кривая седиментации полидисперсной системы Al2O3/вода
плотность Al2O3 ρ = 4 г/см3; плотность воды ρ0 = 1 г/см3; вязкость η = 1,2 сПз; Н = 8,5 см.
На оси ординат указан весовой процент проанализированных частиц.
Построить дифференциальную кривую распределения частиц по размерам.
Определить наиболее вероятный радиус(ы) частиц.
Рассчитать удельную поверхность в м2./г.
3.
40
Кафедра физической и коллоидной химии РУДН «Фармация (ЗО)
Задание 7. Коллоидная химия.
Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем. Седиментация.
Вариант 6
Часть 1.
Определите коэффициент диффузии и средний сдвиг частиц низкоконцентрированной суспензии
1. ТiO2 с радиусом частиц 2,5 нанометра в воде при комнатной температуре (вязкость воды 1 сПз).
Как отличаются коэффициенты диффузии частиц ТiO2 и ионов Тi+4 (ионный радиус – 0,07 нм)
2.
Определите размер частиц аэрозоля (микрокапли воды в воздухе), если за 5 минут они оседают на
100 м. Вязкость воздушной среды принять равной 1·106Па·с, плотностью пренебречь.
3.
Рассчитайте осмотическое давление 30%-ного гидрозоля SiO2 при 200 С, если удельная поверхность
частиц Sуд = 270 м2/г. Плотность частиц SiO2 ρ =2,2 г/см3, плотность среды ρ0 = 1,15 г/см3.
Явления осмоса и обратного осмоса. Для каких целей применяют обратный осмос?
Часть 2. Седиментационный анализ суспензии.
Кривая седиментации полидисперсной системы BaSO4/вода
плотность BaSO4 ρ = 4,67 г/см3; плотность воды ρ0 = 1 г/см3; вязкость η = 0,864 сПз; Н = 9,3 см.
На оси ординат указан весовой процент проанализированных частиц.
Построить дифференциальную кривую распределения частиц по размерам.
Определить наиболее вероятный радиус(ы) частиц.
Рассчитать удельную поверхность в м2./г.
балл
3
3
4
40
Кафедра физической и коллоидной химии РУДН «Фармация (ЗО)
Задание 7. Коллоидная химия.
Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем. Седиментация.
Вариант 7
Часть 1.
Рассчитайте время оседания частиц на 1 см для суспензии оксида висмута (препарат Денол), если
1. радиус частиц 15 мкм. Как изменится время оседания, если размер частиц уменьшить в три раза?
Плотность частиц – 3,5 г/см3.Вязкость суспензии – 1 сантипуаз.
Вычислите размер частиц прямой эмульсии, если средний сдвиг частиц при 20 0С за 10 секунд
2. равен 8·107 м. Какую эмульсию называют прямой? обратной? Что такое эмульгатор? Нарисуйте
расположение молекул эмульгатора на границе раздела фаз.
Рассчитайте отношение осмотических давлений двух гидрозолей при условии: одинаковой степени
дисперсности (размера сферических частиц), но различной массовой концентрация частиц С1 = 7 г/л,
3.
С2 = 3,5 г/л. Кратко опишите осмос как мембранный процесс и методы очистки гидрозолей от
примесей с использованием мембран.
Часть 2. Седиментационный анализ суспензии.
Кривая седиментации полидисперсной системы TiO2/вода
Плотность TiO2 ρ = 7,96 г/см3; плотность воды ρ0 = 1 г/см3; вязкость η =1,04 сПз; Н = 17,5 см.
Указать весовой процент проанализированных на дисперсность частиц - ……
Построить дифференциальную кривую распределения частиц по размерам.
Определить наиболее вероятный радиус(ы) частиц.
Рассчитать удельную поверхность в м2./г.
балл
3
3
4
40
Кафедра физической и коллоидной химии РУДН «Фармация (ЗО)
Задание 7 . Коллоидная химия.
Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем. Седиментация.
Вариант 8
Часть 1.
Вычислите средний квадратичный сдвиг частиц () гидрозоля гидроксида железа (III) за 2 минуты,
1. если радиус частиц равен 50 мкм, вязкость воды η = 103Па·с, температура 200С. Как нужно
изменить размер частиц, чтобы  уменьшился в 10 раз? Укажите влияние температуры на .
Рассчитайте размер частиц суспензии, если известно, что время их оседания на расстояние 1 см
составляет 30 секунд. Плотность дисперсной фазы и дисперсионной среды составляют
2.
соответственно 2,7 и 1,1 г/см3. вязкость - 1,510-3 Пас. Как изменится время оседания в
аналогичных условиях, если радиус частиц увеличится в 10 раз?
баллы
3
3
Вычислите величину осмотическое давление аэрозольного препарата с концентрацией частиц
1,510-3 кг/м3, если радиус частиц 20 нанометров, плотность 1,8 г/см3, а температура 30 0С. В чем
особенности молекулярно-кинетических свойств коллоидных систем?
4
Часть 2. Седиментационный анализ суспензии.
Кривая седиментации полидисперсной системы тальк/вода
Плотность талька ρ = 1,65 г/см3; плотность воды ρ0 = 1 г/см3; вязкость η = 0,869 сПз; Н = 10,5 см.
40
3.
Указать весовой процент проанализированных на дисперсность частиц - ……
Построить дифференциальную кривую распределения частиц по размерам.
Определить наиболее вероятный радиус(ы) частиц.
Рассчитать удельную поверхность в м2./г.
Кафедра физической и коллоидной химии РУДН «Фармация (ЗО)
Задание 7. Коллоидная химия.
Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем. Седиментация.
Вариант 9
балл
Часть 1.
Определите константу седиментации Кс=U/g в сведбергах (1Сб= 11013 сек. ) для водной суспензии
1. селена (плотность селена – 4,8 г/см3) с размером частиц 1 микрометр. Какие факторы влияют на
кинетическую (седиментационную) устойчивость дисперсных систем.
По экспериментальным данным коэффициент диффузии коллоидных частиц золота в воде при 298 К
2. равен 2,7·106 м2/сут. Определите дисперсность частиц гидрозоля золота (размер и удельную
поверхность). Вязкость воды при 298 К равна 0,89·103Па·с, плотность золота 19,8 г/см3
3
Сравните осмотическое давление физиологического раствора (0,9% NaCl) и гидрозоля AgCl c
размером частиц 5·109 м (5 нанометров). Температура – 37 0С, плотность AgCl – 2.2 г/см3, вязкость
гидрозоля 1,2·103 Па с. Предложите мембранный метод очистки гидрозоля AgCl от NaCl.
4
Часть 2. Седиментационный анализ суспензии.
Кривая седиментации полидисперсной системы SiO2 /вода
Плотность песка ρ = 2,59 г/см3; плотность воды ρ0 = 1 г/см3; вязкость η = 0,863 сПз; Н = 16,3
40
3.
Указать весовой процент проанализированных на дисперсность частиц - ……
Построить дифференциальную кривую распределения частиц по размерам.
Определить наиболее вероятный радиус(ы) частиц.
Рассчитать удельную поверхность SiO2 в м2./г.
3
Кафедра физической и коллоидной химии РУДН «Фармация (ЗО)
Задание 7 . Коллоидная химия.
Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем. Седиментация.
Вариант 10
Часть 1.
Сравните удельную поверхность (Sуд в м2/г) двух порошков BaSO4 с размером частиц 0,05 мкм (1) и
1. 0,015 мкм (2). Какое значение Sуд будет иметь смесь порошков с весовыми долями 0,15 (1) и 0,85
(2)? Плотность BaSO4 – 2,4 г/см3. Нарисуйте кривую седиментации этой смеси.
Определите коэффициент диффузии D мицелл мыла в воде при 40 0С и среднем радиусе мицелл
2. r = 125 10-10 м. Вязкость среды η = 6,5⋅10-4 Па⋅с, Какова размерность D ? Сравните полученное
значение со значением D молекул глюкозы.
Осмотическое давление крови, создаваемое эритроцитами, составляет 60 % от  =780 кПа, 37 0C (в
значение  вносят также вклад низкомолекулярные и высокомолекулярные компоненты крови).
3. Оцените средний диаметр эритроцитов, при значении вязкости 1,7 сПз. Какой мембранный метод(ы)
используется в аппарате «искусственной почки»? Что собой представляет мембрана?
Часть 2. Седиментационный анализ суспензии.
Кривая седиментации полидисперсной системы кварц /вода
Плотность песка ρ = 2,75 г/см3; плотность воды ρ0 = 1 г/см3; вязкость η = 0,873 сПз; Н = 11,3 см.
Указать весовой процент проанализированных на дисперсность частиц - ……
Построить дифференциальную кривую распределения частиц по размерам.
Определить наиболее вероятный радиус(ы) частиц.
Рассчитать удельную поверхность SiO2 в м2./г.
балл
3
3
4
40
Кафедра физической и коллоидной химии РУДН «Фармация (ЗО)
Задание 7. Коллоидная химия.
Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем. Седиментация.
Вариант 11
Часть 1.
Как отличается скорость оседания сферических частиц оксида алюминия (плотность 3,8 г/см3) при
250С в воде и в сиропе (плотность сиропа - 1,4 г/см3, вязкость 8,8103 Па с) при радиусе частиц
1. 3,5 мкм. Вязкость воды при 250 равна 0,9103 Па с.
Если диспергированием радиус частиц уменьшить в 5 раз, то скорость оседания …………….
2.
Сравните средние сдвиги высокодисперных частиц за время 10 секунд для дисперсии оксида
алюминия (r = 0,05 мкм) в воде и сиропе, используя условия задачи 1. Влияет ли форма частиц на
молекулярно-кинетические свойства дисперсий?
3.
Определите весовую концентрацию высокодисперсной суспензии Al2O3 (частицы с r = 0,01 мкм) по
осмотическому давлению, которое составляет 5,2  103 Па при 250. Как отличается осмотическое
давление суспензии с такой же весовой концентрацией частиц Al2O3, имеющих размер 0,1 мкм.
Часть 2. Седиментационный анализ суспензии.
Кривая седиментации полидисперсной системы красный песок/вода
Плотность песка ρ = 2,71 г/см3; плотность воды ρ0 = 1 г/см3; вязкость η = 0,914 сПз; Н = 10,3 см.
Указать весовой процент проанализированных на дисперсность частиц.
Построить дифференциальную кривую распределения частиц по размерам.
Определить наиболее вероятный радиус(ы) частиц.
Рассчитать удельную поверхность SiO2 в м2./г.
4.
балл
3
3
4
40