Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии - Фролов Ю. Г.
Скачать (прямая ссылка):
27. Найдите площадь, приходящуюся на одну молекулу в насыщенном адсорбционном слое анилина на поверхности его водного раствора с воздухом, если предельная адсорбция анилина составляет 6- Ю-6 моль/м2.
72
28. Зная поверхностное давление н-гексилового спирта при 285 К в зависимости от его концентрации в водном растворе:
i-104, моль/л....... 6,2 8,1 12,5 17,2 25 34,3 49 68,6 98
я-103, Н/м........ 2,3 2,5 3,9 5,7 7,9 9,4 13,4 16,3 19
рассчитайте величину адсорбции, площадь, приходящуюся на 1 моль, б'м и площадь, занимаемую одной молекулой спирта в плотном монослое s0, используя уравнение Гиббса.
29. При исследовании адсорбции стеариновой кислоты из ее растворов в н-гексане различных концентраций с на порошке стали получены результаты: ?
с-105, моль/л........ 1 2 4 7 10 15 20 25
Л-103, кг/кг......... 0,786 0,864 1,00 1,17 1,30 1,47 1,60 1,70
Рассчитайте удельную поверхность порошка стали, принимая площадь 1 молекулы стеариновой кислоты в насыщенном монослое 0,20 нм2.
30J Рассчитайте по уравнению Ленгмюра адсорбцию пропионовой кислоты из раствора с концентрацией 0,5 моль/л на поверхности раздела раствор — воздух при 298 К, если поверхностное натяжение этого раствора 55,6 мДж/м2, поверхностное натяжение воды 71,96 мДж/м2 и константа уравнения Ленгмюра К = 7,73 л/моль.
.31. Ниже приведены данные об адсорбции жирных кислот на сили-кагеле из толуольных растворов и на неполярном углеродном сорбенте из водных растворов:
Силнкагель — толуол Углеродный сорбент — вода
с, ммоль/л А, моль/кг с, ммоль/л А, моль/кг
Уксусная кислота 8 0,648 1,0 0,80
10 0,810 1,5 1,20
Пропионовая кислота 10 0,276 0,5 1,24
15 0,430 0,8 1,98
Масляная кислота 10 0,092 0,2 1,50
15 0,140 0,25 1,86
Считая, что изотерма адсорбции при указанных концентрациях описывается уравнением Генри, покажите применимость правила Траубе и его обратимость при адсорбции жирных кислот на твердых адсорбентах. Объясните влияние среды на константу адсорбции, используя правило уравнивания полярностей Ребиндера.
'32/ Рассчитайте константы уравнения Шишковского, если поверхностное давление н-валериановой кислоты при 292 К в зависимости от площади поверхности, приходящейся на 1 моль этого вещества, составляет:
я-103, Н/м ... 3,5 5,3 7,8 11,0 14,9 19,2 23,6 28,5 33,6 sM ¦ 10~5, м7моль 6,92 4,66 3,49 2,77 2,44 2,27 2,11 2,03 1,89
Раствор «-валериановой кислоты с концентрацией 3 ммоль/л имеет поверхностное давление 4,2- 10~3 Н/м.
' 33. При исследовании адсорбции уксусной кислоты на древесном угле из водных растворов объемом 200 мл получены результаты:
Масса угля, г........ 3,96 3,94 4,00 4,12 4,04 4,00
Концентрация кислоты,
ммоль/л
до введения угля..... 503,0 252,2 126,0 62,8 31,4 15,7
равновесная в растворе. . 434,0 202,0 89,9 34,7 11,3 3,33
Покажите, что эти данные удовлетворяют изотерме адсорбции Фрейн-длиха. Рассчитайте константы этого уравнения.
73
34. При изучении поверхностных пленок на весах Ленгмюра на поверхность воды наносили бензольный раствор пальмитиновой кислоты С15Н31СООН концентрацией 0,4 % (масс). Взвешиванием определили, что масса 100 капель раствора равна 0,33 г. На поверхность воды между двумя перегородками нанесли 5 капель раствора. После испарения бензола на поверхности осталась нерастворимая пленка кислоты. При передвижении подвижной перегородки по направлению к неподвижной зарегистрировано резкое увеличение поверхностного давления, когда расстояние между перегородками составило 23 см в длину и 14 см в ширину. Определите площадь, занимаемую одной молекулой, при образовании монослоя на поверхности. Рассчитайте длину, приходящуюся на одну группу СН2. Плотность пальмитиновой кислоты в жидком состоянии и в виде пленки равна 0,850 г/см3.
35. В 200 мл 0,12 н. раствора NaOH ввели 5 г воздушно-сухого сильнокислотного катионита в Н+-форме. После установления равновесия отфильтровали 100 мл раствора, для нейтрализации которого потребовалось 20 мл 0,12 н. раствора HCl. Определите полную обменную емкость катионита.
36. В 150 мл раствора H2S04 с концентрацией 0,110 моль/л ввели 3 г сильноосновного анионита в ОН--форме. После установления равновесия ионного обмена отобрали 50 мл раствора, для нейтрализации которого потребовалось 22 мл раствора КОН концентрацией 0,05 моль/л. Рассчитайте полную обменную емкость анионита.
37. Полная обменная емкость сухого сульфокатионита КУ-2-8 в Ыа+-форме равна 4,8 моль экв/кг. Определите предельно возможное количество (в г) кобальта(II) и бария(II), которое может сорбировать из соответствующих растворов 1 кг исходного ионита.
38. Полная обменная емкость анионита AB-17-8 в С1_-форме равна 4,2 моль экв/кг. Рассчитайте предельно возможное количество (в -г) кобальта(П) и золота(Ш), которое может сорбировать 1 кг исходного ионита из растворов хлороводородной кислоты, если указанные элементы находятся в виде комплексных анионов [СоС14]2~ и [АиСЦ]-.
