Характеристика дисперсных систем: количественные и энергетические оценки
Автор: Polinairk • Декабрь 8, 2023 • Задача • 283 Слов (2 Страниц) • 47 Просмотры
Задача. Характеристика дисперсных систем: количественные и энергетические оценки
Рассчитайте размеры частиц селена в воде по экспериментальным данным о количестве частиц гидрозоля селена n в единице объема по высоте кюветы h:
h ∙ 106, м | 50 | 850 | 1050 | 1250 |
n, м-3 | 595 | 271 | 165 | 90 |
Плотность селена равна 4810 кг/м3, плотность и вязкость воды равна 1000 кг/м3 и 1 ∙ 10-3 Па ∙ с. Графически представить зависимость размеров частиц селена от высоты кюветы.
Решение
Седиментационно-диффузное равновесие характеризуется формулой:
[pic 1]
Согласно ей, между логарифмом числа частиц и высотой должна наблюдаться линейная зависимость.
Пролагорифмируем значения n:
h ∙ 106, м | 50 | 850 | 1050 | 1250 |
lnn | 6,39 | 5,6 | 5,1 | 4,5 |
Построим график зависимости:
[pic 2]
Размеры частиц будет выражаться формулой:
[pic 3]
Задача. Адсорбция
Вычислите адсорбцию масляной кислоты на поверхности раздела водный раствор-воздух при его концентрации 0,012 кмоль/м3, используя экспериментальные данные зависимости поверхностного натяжения σ от концентрации C:
C, кмоль/м3 | 0,00 | 0,021 | 0,050 | 0,104 | 0,246 | 0,489 |
σ⋅103, Н/м | 74,00 | 69,51 | 64,30 | 59,85 | 51,09 | 44,00 |
Поверхностное натяжение воды составляет 72,75·10–3 Дж/м2. Постройте изотерму адсорбции и определите ее предельное значение.
Решение
На основании экспериментальных данных строим кривую зависимости поверхностного натяжения от концентрации.
[pic 4]
Адсорбционное уравнение Гиббса:
Г = - ∙ (,[pic 5][pic 6]
где Г – адсорбция по Гиббсу, моль/м2; C – концентрация адсорбата в растворе, моль/м3; R – универсальная газовая постоянная, R = 8,314 Дж/(моль·К); Т – абсолютная температура, К; σ - поверхностное натяжение, Дж/м2.
Для определения ( проводим касательную к кривой в точке, соответствующей заданной концентрации. Тогда величину адсорбции можно рассчитать следующим образом:[pic 7]
...