Методические указания и контрольные задания для учащихся заочников по специальности 2 48 01 35 «Переработка нефти и газа» Новополоцк (стр. 7 из 15)

Практическая работа № 10

Вычисление величины удельной адсорбции. Определение коагулирующей способности и порога коагуляции электролитов.

Лабораторная работа №2

Получение золей и изучение их свойств.

Проведение коагуляции золей электролитами.

Изучение процессов получения и разрушения, обращения фаз эмульсий.

Методические указания к разделу 2

Молекулярно-кинетические свойства коллоидных систем. Диффузия, броуновское движение. Оптические свойства коллоидных систем, эффект Фарадея-Тиндаля. Факторы, от которых зависит интенсивность рассеянного света. Сравнение оптических и молекулярно-кинетических свойств коллоидных систем с истинными растворами. Понятие о нефелометрическом методе анализа. Современные методы анализа коллоидных систем с помощью электронного микроскопа. Электрические свойства коллоидных систем. Термодинамический и электрокинетический потенциал.

Электрофорез и электросмос. Практическое использование этих явлений. Строение двойного электрического слоя.

Строение коллоидной частицы. Коагуляция. Коагулирующее действие различных факторов (повышение температуры, действие растворов электролитов, взаимная коагуляция). Процесс пептизации. Основные факторы устойчивости коллоидных систем. Понятие о кинетической и агрегатной устойчивости.

Коллоидная химия изучает свойства высокодисперсионных систем. Обратите внимание на способы получения и очистки коллоидных растворов, молекулярно-кинетические, оптические и электрокинетические свойства. Важно усвоить строение и уметь составить формулу мицеллы золя, определить знак гранулы, заряд коагулирующего иона.

Примерные решения задач к разделу 2

Пример 1. Для получения золя хлорида серебра смешали 15 см³ 0,025 н. КСl с 85 см³ 0,005 н. AgNО₃. Написать формулу мицеллы полученного золя.

Решение. Определяем, какой из растворов взят в избытке:

число мг-экв КСl 15 · 0,025 = 0,375 мг-экв,

число мг-экв AgNО₃ 85·0,005 = 0,425 мг-экв

В растворе имеется избыток AgNО₃. Ядром коллоидных частиц золя AgСl будут адсорбироваться преимущественно ионы Ag⁺ и частично ионы NО₃^-. Формула мицеллы золя хлорида серебра будет

[(mAgCl) n Ag⁺ (n – х) NО₃^-]^х+ · NО₃^-

Пример 2. В три колбы налито по 100 см³ золя Fе(ОН)₃. Чтобы вызвать явную коагуляцию золя, потребовалось добавить в первую колбу 10,5 см³ 1 н. КСl, во вторую – 62,5 см³ 0,01 н. Nа₂SО₄, в третью – 37,0 см³ 0,001 н. Nа₃РО₄. Вычислить пороги коагуляции и определить знак заряда частиц золя.

Решение: Определяем, сколько мг-экв КСl содержится в 10,5 см³ 1 н.

10,5·1 = 10,5 мг-экв КСl

Общий объем раствора (золь + раствор электролита)

100 + 10,5 = 110,5 см³

Вычисляем порог коагуляции (мг-экв на 1 л золя) для КСl

^с_КСl = (10,5/110,5)·100 = 95 мг-экв/л.

Аналогично рассчитываем пороги коагуляции для Nа₂SО₄ и Nа₃РО₄

62,5 х 0,01 = 0,625 мг-экв Nа₂SО_4,

^с_Nа2SО4 = (0,625/162,5)1000 = 3,8 мг-экв/л,

37,0 х 0,001 = 0,037 мг-экв Nа₃РО_4,

^с_Nа3РО4 = (0,037/137)х1000 = 0,27 мг-экв/л.

Электролиты КСl, Nа₂SО₄ и Nа₃РО₄ содержат катионы одинакового заряда, а заряд их анионов различен. Чем заряд аниона больше, тем порог коагуляции становится меньше. Самый наименьший порог коагуляции и, следовтаельно, наивысшая коагулирующая способность у ионов РО₄^3-. На основании полученных данных можно сделать вывод, что частицы золя Fе(ОН)₃ заряжены положительно.

Пример 3. Электрокинетический потенциал частиц гидрозоля 50 мВ. Приложенная внешняя э.д.с. 240 В, а расстояние между электродами 40 см. вычислить электрофоретическую скорость частиц золя, если форма их цилиндрическая. Вязкость воды 0,001 Пахс, а диэлектрическая проницаемость среды 81.

Решение. Из формулы (VIII.2) u = zeН/4ph. По формуле (VIII.3) Н = Е/l = 240/0,4 = 600 В/м,

u =

= 2,15х10^-5 м/с

(1/9х10⁹ – коэффициент, выражающий диэлектрическую проницаемость e в единицах системы СИ, Ф/м.).

Вопросы для самоконтроля:

1. Раскройте сущность коллоидной химии.

2. Поясните роль дисперсных систем в природе и технике.

3. Изложите классификацию дисперсных систем и опишите их получение и очистку.

4. Охарактеризуйте молекулярно-кинетические и оптические свойства дисперсных систем.

5. Раскройте сущность теории строения коллоидных частиц.

6. Охарактеризуйте термодинамический и электрокинетический потенциалы, изоэлектрическое состояние, электрокинетические явления в золях.

7. Опишите процесс коагуляции и объясните коагулирующее действие различных факторов.

8. Сформулируйте правило Шульце-Гарди.

9. Объясните сущность понятий: порог коагуляции и пептизация.

10. Изложите особенности микрогетерогенных систем.

11. Опишите эмульсии, суспензии, пены, аэрозоли, порошки, их классификацию, получение, свойства, применение.

Раздел 3. Высокомолекулярные соединения, их растворы

Состав, получение, классификация полимеров. Первичная структура, гибкость и эластичность цепей макромолекул. Фазовые и агрегатные состояния полимеров. Механические свойства полимеров: упругость, деформация, вязкость. Прочность, пластичность.

Смачивание полимеров. Взаимодействие полимеров с растворителями. Набухание, растворение полимеров.

Растворы высокомолекулярных соединений. Их классификация. Свойства разбавленных растворов: термодинамическая устойчивость, осмотическое давление, светорассеяние, вязкость.

Применение полимеров.

Методические указания к разделу 3

Наша жизнь немыслима без широкого использования всевозможных полимерных материалов, в связи с чем интенсивно развивается и расширяется их производство. Поэтому, очень важно обратить внимание на состав, процесс получения, структуру полимеров, гибкость и эластичность цепей макромолекул, фазовые и агрегатные состояния, механические свойства.

Важно усвоить сущность процессов смачивания, набухания и растворения полимеров; знать характеристику растворов высокомолекулярных соединений и свойства разбавленных растворов.

Вопросы для самоконтроля:

1. Изложите состав и классификацию полимеров.

2. Опишите процесс получения полимеров.

3. Охарактеризуйте первичную структуру, гибкость и эластичность цепей макромолекул.

4. Охарактеризуйте фазовые и агрегатные состояния полимеров.

5. Опишите механические свойства полимеров.

6. Объясните сущность процессов смачивания полимеров, взаимодействия полимеров с растворителями, набухания и растворения.

7. Опишите растворы высокомолекулярных соединений и свойства разбавленных растворов.

8. Назовите области применения полимеров.

Контрольная работа

(Таблица вариантов)

№ вар.	№ КР	Номера заданий, относящихся к данному варианту
01	1	1	31	61	91	121	151	181
	2	211	241	271	301	331
02	1	2	32	62	92	122	152	182
	2	212	242	272	302	332
03	1	3	33	63	93	123	153	183
	2	213	243	273	303	333
04	1	4	34	64	94	124	154	184
	2	214	244	274	304	334
05	1	5	35	65	95	125	155	185
	2	215	245	275	305	335
06	1	6	36	66	96	126	156	186
	2	216	246	276	306	336
07	1	7	37	67	97	127	157	187
	2	217	247	277	307	337
08	1	8	38	68	98	128	158	188
	2	218	248	278	308	338
09	1	9	39	69	99	129	159	189
	2	219	249	279	309	339
10	1	10	40	70	100	130	160	190
	2	220	250	280	310	340
11	1	11	41	71	101	131	161	191
	2	221	251	281	311	341
12	1	12	42	72	102	132	162	192
	2	222	252	282	312	342
13	1	13	43	73	103	133	163	193
	2	223	253	283	313	343
14	1	14	44	74	104	134	164	194
	2	224	254	284	314	344
15	1	15	45	75	105	135	165	195
	2	225	255	285	315	345
16	1	16	46	76	106	136	166	196
	2	226	256	286	316	346
17	1	17	47	77	107	137	167	197
	2	227	257	287	317	347
18	1	18	48	78	108	138	168	198
	2	228	258	288	318	348
19	1	19	49	79	109	139	169	199
	2	229	259	289	319	349
20	1	20	50	80	110	140	170	200
	2	230	260	290	320	350
21	1	21	51	81	111	141	171	201
	2	231	261	291	321	351
22	1	22	52	82	112	142	172	202
	2	232	262	292	322	352
23	1	23	53	83	113	143	173	203
	2	233	263	293	323	353
24	1	24	54	84	114	144	174	204
	2	234	264	294	324	354
25	1	25	55	85	115	145	175	205
	2	235	265	295	325	355
26	1	26	56	86	116	146	176	206
	2	236	266	296	326	356
27	1	27	57	87	117	147	177	207
	2	237	267	297	327	357
28	1	28	58	88	118	148	178	208
	2	238	268	298	328	358
29	1	29	59	89	119	149	179	209
	2	239	269	299	329	359
30	1	30	60	90	120	150	180	210
	2	240	270	300	330	360

Контрольные вопросы и задания