Форум Химиков - Энтузиастов. Химия и Химики http://chemistry-chemists.com/forum/ |
|
Решаем задачи по КОЛЛОИДНОЙ ХИМИИ / ФИЗИКЕ СПЛОШНЫХ СРЕД http://chemistry-chemists.com/forum/viewtopic.php?f=27&t=5403 |
Page 1 of 3 |
Author: | Aliona [ 23 Jul 2013 23:27 ] |
Post subject: | Решаем задачи по КОЛЛОИДНОЙ ХИМИИ / ФИЗИКЕ СПЛОШНЫХ СРЕД |
Смесь из 250 мл водного раствора метилового оранжевого с концентрацией 0.070 вес. % и 0.209 мл минерального масла встряхивали до образования эмульсии со средним диаметром капель масла 4.3510–7 м. В результате адсорбции на поверхности капель концентрация метилового оранжевого в растворе уменьшилась до 0.038 вес. %. Вычислить адсорбцию Г красителя. Плотность раствора 0.9982 г/см3, формула метилоранжа: HO3S–С6Н4–N=N–C6H4–N(СН3)2. Очень прошу Вас помочь с решением! |
Author: | Upsidesium [ 24 Jul 2013 03:11 ] |
Post subject: | Re: Задача на вычисление адсорбции |
Aliona wrote: Смесь из 250 мл водного раствора метилового оранжевого с концентрацией 0.070 вес. % и 0.209 мл минерального масла встряхивали до образования эмульсии со средним диаметром капель масла 4.3510–7 м. В результате адсорбции на поверхности капель концентрация метилового оранжевого в растворе уменьшилась до 0.038 вес. %. Вычислить адсорбцию Г красителя. Плотность раствора 0.9982 г/см3, формула метилоранжа: HO3S–С6Н4–N=N–C6H4–N(СН3)2. Очень прошу Вас помочь с решением! В принципе задача ерунда, но "математически мозголомная". Примем поверхность капель масла за идеальную сферу. Адсорбция идет по всей ее поверхности и вот эту самую поверхность нам нужно найти. Для этого придется вспомнить элементарную геометрию. Sпов.сферы = 4πr2 = πd2 Адсорбция (удельная) на поверхности: Г = (С0 - С)V/mSуд (моль/м2), где С0 и С - молярные концентрации адсорбата (метилоранжа) соот-но до и после, моль/л; V - объем раствора, л; m - масса адсорбента, г; S - площадь поверхности адсорбента, м2; т.к. Sуд = S/m, то Г = (С0 - С)V/S Молярная концентрация до встряхивания: С0 = m/MV = ρω0/M И после: С0 = ρω/M где М - молярная масса метилоранжа, г/моль; И прежде чем носиться с омегой, важно вспомнить, что она в долях. Поэтому весовые % из условия нужно сначала поделить на 100 и только потом пытаться ставить в формулу. Теперь все это дело необходимо собрать и аккуратно расставить в уравнение адсорбции: Г = (С0 - С)V/S (моль/м2) Вот тут-то и начинается "математическое мозголомство". Но я уверен, что с этим Вы справитесь и сами, а так же сами посчитаете молярную массу красителя. В помощь приведу только окончательный вариант: Г = ρV(ω0 - ω)/Mπd2, моль/м2 |
Author: | Aliona [ 27 Jul 2013 14:12 ] |
Post subject: | Задача на нахождение объема раствора |
Большая просьба помочь с решением. Раствор пальмитиновой кислоты C16H32O2 в бензоле содержит 4.24 г/л кислоты. После нанесения раствора на поверхность воды бензол испаряется и остающаяся пальмитиновая кислота образует мономолекулярную пленку. Какой объем раствора кислоты требуется, чтобы покрыть мономолекулярным слоем поверхность площадью 500 см2. Площадь молекулы пальмитиновой кислоты в монослое равна 0.205 нм2. |
Author: | Upsidesium [ 27 Jul 2013 20:12 ] |
Post subject: | Re: Задача на нахождение объема раствора |
Aliona wrote: Большая просьба помочь с решением. Раствор пальмитиновой кислоты C16H32O2 в бензоле содержит 4.24 г/л кислоты. После нанесения раствора на поверхность воды бензол испаряется и остающаяся пальмитиновая кислота образует мономолекулярную пленку. Какой объем раствора кислоты требуется, чтобы покрыть мономолекулярным слоем поверхность площадью 500 см2. Площадь молекулы пальмитиновой кислоты в монослое равна 0.205 нм2. 500 см2 = 5*1016 нм2 V = MS/SmNaC, л где М - молярная масса пальмитиновой кислоты, г/моль S - площадь поверхности воды, нм Sm - площадь поверхности молекулы кислоты, нм Na - постоянная Авогадро С - концентрация раствора, г/л |
Author: | proslak58 [ 30 Jul 2013 00:25 ] |
Post subject: | Решаем задачи по Коллоидной химии / Физике сплошных сред |
Цилиндрическую ёмкость с площадью поперечного сечения 1 м2 наполняет жидкость до высоты 1 м. Жидкость содержит 50 мг вируса, о котором известно, что он имеет молярную массу 50*103 кг/моль и удельный парциальный объём 0.74 см3/г. Плотность жидкости 1.008 г/см3. Вычислите равновесную молярную концентрацию вируса при 22 °С на дне сосуда и на поверхности столба жидкости. |
Author: | Upsidesium [ 30 Jul 2013 04:54 ] |
Post subject: | Re: Задачка по Седиментации |
proslak58 wrote: Цилиндрическую ёмкость с площадью поперечного сечения 1 м2 наполняет жидкость до высоты 1 м. Жидкость содержит 50 мг вируса, о котором известно, что он имеет молярную массу 50*103 кг/моль и удельный парциальный объём 0.74 см3/г. Плотность жидкости 1.008 г/см3. Вычислите равновесную молярную концентрацию вируса при 22 °С на дне сосуда и на поверхности столба жидкости. 1) Плотность культуры вируса: ρ' = 1/Vуд 2) Объем культуры: V = m/ρ' 3) Число частиц вируса: N = mNa/M 4) Объем частицы: v' = V/N 5) Молярная концентрация культуры вируса на поверхности (нулевой уровень): c0 = m/MV' , где V' - объем сосуда (V' = 1 м3 = 1000 л) ----------------- Продолжение следует... |
Author: | Upsidesium [ 30 Jul 2013 16:36 ] |
Post subject: | Re: Решаем задачи по БИОХИМИИ |
Продолжение... В дисперсной системе идут процессы седементации Jсед = (ρ' - ρ0)v'gc/B Поскольку частицы очень мелкие, то на них существенное влияние оказывают диффузионные процессы Jдифф = -Ddc/dh = -kTdc/Bdh В некоторый момент устанавливается седементационно-диффузионное равновесие Jсед = Jдифф Откуда -kTdc/dh = (ρ' - ρ0)v'gc dc/c = - [(ρ' - ρ0)v'g/kT]dh Интегрируя имеем lnch/c0 = - (ρ' - ρ0)v'gh/kT Получаем гипсометрическое уравнение Лапласа ch/c0 = exp[-((ρ' - ρ0)v'gh/kT)] |
Author: | proslak58 [ 01 Aug 2013 21:53 ] |
Post subject: | Re: Решаем задачи по БИОХИМИИ |
Благодарю. Задача подобного рода: Вычислить радиусы частиц трёх монодисперсных фракций сульфида ртути (нерастворимое твёрдое вещество; плотность 8.17 г/см3), зная время, за которое они оседают из водной суспензии на 1 см: фракция №1 за 5.86 с, №2 за 9.77 мин и №3 за 16.28 час. При температуре опытов вода имеет плотность 0.9991 г/см3 и вязкость 1.135 сПз. |
Author: | Upsidesium [ 02 Aug 2013 01:19 ] |
Post subject: | Re: Решаем задачи по БИОХИМИИ |
proslak58 wrote: Благодарю. Задача подобного рода: Вычислить радиусы частиц трёх монодисперсных фракций сульфида ртути (нерастворимое твёрдое вещество; плотность 8.17 г/см3), зная время, за которое они оседают из водной суспензии на 1 см: фракция №1 за 5.86 с, №2 за 9.77 мин и №3 за 16.28 час. При температуре опытов вода имеет плотность 0.9991 г/см3 и вязкость 1.135 сПз. На шарик, падающий в жидкости вертикально вниз, действуют три силы: - сила тяжести: Fт = 4πr3ρg/3 - сила Архимеда: FA = 4πr3ρ0g/3 - сила сопротивления жидкости (сила Стокса): Fs = 6πrηv При равномерном движении шарика: Fт = FA + Fs или Fs = Fт - FA 6πrηv = 4πr3ρg/3 - 4πr3ρ0g/3 Откуда можно найти предельную скорость оседания частицы: v = 2r2g(ρ - ρ0)/9η При этом v = h'/t Теперь выражаем радиус частицы: r = √[9h'η/2tg(ρ - ρ0)] |
Author: | proslak58 [ 06 Aug 2013 00:11 ] |
Post subject: | коагуляция |
Помогите определить время половинной коагуляции золя, если через 40 минут после начала быстрой коагуляции концентрация стала равной 6.0×1013 м–3, константа скорости равна 5.3 ×10–18 м3с–1. |
Author: | Upsidesium [ 07 Aug 2013 00:26 ] |
Post subject: | Re: коагуляция |
proslak58 wrote: Помогите определить время половинной коагуляции золя, если через 40 минут после начала быстрой коагуляции концентрация стала равной 6.0×1013 м–3, константа скорости равна 5.3 ×10–18 м3с–1. Q = 1/kn0 n = n0/(1 + kn0t) Откуда (вывод сможете осилить сами) Q = (1 - knt)/kn где k - константа скорости коагуляции, м3/с t - время, с n - концентрация в момент времени t, частиц/м3 |
Author: | proslak58 [ 13 Aug 2013 01:37 ] |
Post subject: | Задачка на смещение |
В опытах по электрофорезу наблюдается среднее расстояние, на которое заряженные частицы смещаются за некоторое время под действием электрического поля и в результате Броуновского движения, х = хэл ± хскв (хскв - среднеквадратичное смещение в результате Броуновского движения). Предположим, для сферических частиц с радиусом 5 нм измерена электрофоретическая подвижность 4.00×10–7 м2/(В•с) в воде при 20 °С (вязкость 1.00 мПа•с). Вычислить максимальное (хмакс = хэл + хскв) и минимальное (хмин = хэл – хскв) смещение индивидуальных частиц за 20 секунд в электрическом поле напряженностью 400 В/м. Заранее спасибо |
Author: | proslak58 [ 14 Aug 2013 21:25 ] |
Post subject: | Re: Решаем задачи по ЭЛЕКТРОХИМИИ |
общее смещение могу найти h, среднее смещение тоже могу: найти корень из 2Dt. Но вопрос что же такое хэл и х скв? каким же образом их найти? существует ли такая формула? |
Author: | Upsidesium [ 15 Aug 2013 01:16 ] |
Post subject: | Re: Задачка на смещение |
proslak58 wrote: В опытах по электрофорезу наблюдается среднее расстояние, на которое заряженные частицы смещаются за некоторое время под действием электрического поля и в результате Броуновского движения, х = хэл ± хскв (хскв - среднеквадратичное смещение в результате Броуновского движения). Предположим, для сферических частиц с радиусом 5 нм измерена электрофоретическая подвижность 4.00×10–7 м2/(В•с) в воде при 20 °С (вязкость 1.00 мПа•с). Вычислить максимальное (хмакс = хэл + хскв) и минимальное (хмин = хэл – хскв) смещение индивидуальных частиц за 20 секунд в электрическом поле напряженностью 400 В/м. Заранее спасибо proslak58 wrote: общее смещение могу найти h, среднее смещение тоже могу: найти корень из 2Dt. Но вопрос что же такое хэл и х скв? каким же образом их найти? существует ли такая формула? 1) хэл - смещение частицы в направлении градиента разности потенциалов. Или проще говоря расстояние которое пройдет частица от одного электрода к другому. хэл = ut = u0Ht где u0 - электрофоретическая подвижность, м2/(В•с) H - напряженность поля, В/м. t - время, с 2) хскв = √2Dt D = RT/6Naπηr = kT/6πηr хскв = √[kTt/3πηr] Ну и соответственно: хмакс = хэл ± хскв = u0Ht ± √[kTt/3πηr] где k - постоянная Больцмана T - температура, К t - время, с η - вязкость, Па•с r - радиус частиц, м |
Author: | Aliona [ 31 Aug 2013 00:35 ] |
Post subject: | электрокинетические свойства наночастиц |
Добрый вечер! Дано условие задачи: Электрокинетический потенциал частиц гидрозоля оксида железа(III) равен 30.0 мВ. Градиент напряжения электрического поля 9.0 В/см. Перемещение частиц за 30 минут со-ставило 60 мм. Относительная диэлектрическая проницаемость 80.16, вязкость среды 1.002∙10-3 Па∙с. Вычислить электрофоретическую подвижность частиц. Скажите пожалуйста, подвижность найдем: =скорость/Е, находим скорость и считаем. Но вопрос, куда же деть s и t? они не нужны? |
Author: | Upsidesium [ 31 Aug 2013 14:19 ] |
Post subject: | Re: электрокинетические свойства наночастиц |
Aliona wrote: Добрый вечер! Дано условие задачи: Электрокинетический потенциал частиц гидрозоля оксида железа(III) равен 30.0 мВ. Градиент напряжения электрического поля 9.0 В/см. Перемещение частиц за 30 минут со-ставило 60 мм. Относительная диэлектрическая проницаемость 80.16, вязкость среды 1.002∙10-3 Па∙с. Вычислить электрофоретическую подвижность частиц. Скажите пожалуйста, подвижность найдем: =скорость/Е, находим скорость и считаем. Но вопрос, куда же деть s и t? они не нужны? U0 = s/tH = εζ/4πη |
Author: | Aliona [ 31 Aug 2013 19:05 ] |
Post subject: | Re: электрокинетические свойства наночастиц |
Спасибо!!! т.е. U0 - это и есть подвижность? и е в формуле - это er или просто e? |
Author: | Upsidesium [ 31 Aug 2013 22:14 ] |
Post subject: | Re: электрокинетические свойства наночастиц |
1) Да. 2) е это диэлектрическая проницaемость среды. |
Author: | dimkaR [ 31 Jan 2014 19:12 ] |
Post subject: | Re: Решаем задачи по КОЛЛОИДНОЙ ХИМИИ / ФИЗИКЕ СПЛОШНЫХ СРЕД |
Рассчитать электрофоретическую подвижность частиц корунда в воде, если известно, что скорость электроосмоса через корундовую диафрагму в том же растворе составляет 2·10^{-9} м3/с, удельная электрическая проводимость раствора æv=1,2∙10^{-2} Ом-1м-1; поверхностная проводимость диафрагмы æs = 2∙10^{-2} Ом-1 м-1; сила тока при электроосмосе I = 4,5∙10^{-2} А; ε = 81; η = 1∙10^{-3} Па∙с. Правильно ли я понимаю, что здесь нужно просто приравнять выражения для электрокинетических потенциалов из данных электроосмоса и электрофореза и выразить оттуда подвижность u? Если да, то зачем даны вязкость и диэлектрическая проницаемость, ведь они при этом сокращаются? И нужно ли в выражение для дзета-потенциала через электрофоретические данные вводить коэффициент, учитывающий торможение? И как учитывать поверхностную проводимость диафрагмы? |
Author: | Upsidesium [ 01 Feb 2014 20:57 ] |
Post subject: | Re: Решаем задачи по КОЛЛОИДНОЙ ХИМИИ / ФИЗИКЕ СПЛОШНЫХ СРЕД |
dimkaR wrote: Рассчитать электрофоретическую подвижность частиц корунда в воде, если известно, что скорость электроосмоса через корундовую диафрагму в том же растворе составляет 2·10^{-9} м3/с, удельная электрическая проводимость раствора æv=1,2∙10^{-2} Ом-1м-1; поверхностная проводимость диафрагмы æs = 2∙10^{-2} Ом-1 м-1; сила тока при электроосмосе I = 4,5∙10^{-2} А; ε = 81; η = 1∙10^{-3} Па∙с. dimkaR wrote: Правильно ли я понимаю, что здесь нужно просто приравнять выражения для электрокинетических потенциалов из данных электроосмоса и электрофореза и выразить оттуда подвижность u? Если да, то зачем даны вязкость и диэлектрическая проницаемость, ведь они при этом сокращаются? И нужно ли в выражение для дзета-потенциала через электрофоретические данные вводить коэффициент, учитывающий торможение? Мысли правильные. dimkaR wrote: И как учитывать поверхностную проводимость диафрагмы? Но до конца не сформулированные. Attachment:
|
Page 1 of 3 | All times are UTC [ DST ] |
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group http://www.phpbb.com/ |