Задачи для подготовки к коллоквиуму i

1. Среднеквадратичное значение проекции сдвига частицы гидрозоля SiO₂ за 3 сек составляет 8 мкм. Определите радиус частицы, если вязкость дисперсионной среды равна 1·10^-3 Па·с при 293К

2. Определите проекцию среднего сдвига Δ для частиц гидрозоля за время 10 сек, если радиус частиц 0,05 мкм, температура опыта 293 К, вязкость среды 1·10^-3 Па·с.

3. Удельная поверхность сферических частиц гидрозоля кремнезема составляет:

а) 1,1·10⁴ м²/кг; б) 1,1·10⁵ м²/кг; в) 1,1·10⁶ м²/кг

Плотность кремнезема 2,7 г/ см³, вязкость дисперсионной среды 1·10^-3 Па·с, температура опыта 293К. Определите проекции среднего сдвига частиц за время 4с.

4. По данным Сведберга, коэффициент диффузии коллоидных частиц золота в воде при 298К равен 2,7·10^-6 м²/сутки. Определите дисперсность частиц гидрозоля золота. Вязкость воды при 298К равна 8,94·10^-3 Па·с.

5. Ниже приведены результаты измерения среднеквадратичного сдвига частиц суспензии гуммигута в воде, полученные Перреном:

Время сдвига, с
Сдвиг, мкм	7,09	10,65	11,31	12,0

На основании этих результатов вычислите среднее значение числа Авогадро. Радиус частиц суспензии 0,212 мкм, температура опыта 290 К, вязкость среды 1·10^-3 Па·с.

6. Определите частичную концентрацию золя Al₂O₃, исходя из следующих данных: массовая концентрация 0,3 г/л; коэффициент диффузии сферических частиц золя 2 ·10^-6 м²/сутки, плотность алюминия 4 г/ см³, вязкость среды 1·10^-3 Па·с, температура 293 К.

7. Результаты экспериментов Сведберга по определению среднего сдвига Δ частиц золя платины в разных средах при 293 К следующие:

Вещество	η·104, Па·с	τ, с	Δ, мкм
Ацетон	3,2	1,60	6,2
Вода	10,0	0,65	2,1
Пропиловый спирт	22,6	0,45	1,3

8. Для гидрозоля Al₂O₃ рассчитайте высоту, на которой концентрация частиц уменьшается в 2,7 раза. Форма частиц сферическая, удельная поверхность дисперсной фазы гидрозоля

а) 10⁸ м^-1; б) 0,5·10⁸ м^-1; в) 10⁸ м^-1

Плотность Al₂O₃ алюминия плотность алюминия 4 г/см³, температура 293К.

9. Ниже приведены результаты изучения равновесного распределения частиц гидрозоля селена по высоте под действием силы тяжести (при 293К):

h, мкм
Число частиц в единице объема

Используя эти данные рассчитайте коэффициент диффузии частиц селена в воде. Плотность селена примите равной 4,81 г/см³, плотность воды 1 г/см³, вязкость воды
1·10^-3 Па·с.

10. Определить высоту, на которой после установления диффузионно-седиментационного равновесия концентрация частиц гидрозоля SiO₂ уменьшается вдвое. Частицы золя сферические, дисперность частиц: а) 0,2 нм^-1; б) 0,1 нм^-1; в) 0,01 нм^-1

Плотность SiO₂ 2,7 г/см³, плотность воды 1 г/см³, температура 298К.

11. В опыте Вестгрена было получено следующее установившееся под действием силы тяжести распределение частиц гидрозоля золота по высоте:

h, мкм
Число частиц в единице объема

Определите средний размер частиц гидрозоля, если плотность дисперсной фазы равна 19,6 г/см³, температура 293К.

12. Осмотическое давление гидрозоля золота (форма частиц сферическая) с концентрацией 2 г/л при 293К равно 3,74 Па. Рассчитайте коэффициент диффузии частиц гидрозоля при тех же условиях, если плотность золота 19,3 г/см³, а вязкость дисперсионной среды
1·10^-3 Па·с.

13. Рассчитайте отношением осмотических давлений двух гидрозолей (форма частиц сферическая) при условиях:

1) одинаковая массовая концентрация, но различная дисперсность частиц D₁ = 40 мкм^-1, D₁ = 20 мкм^-1

2) одинаковая дисперсность, но различная массовая концентрация с₁ = 7 г/л и с₂ = 3,5 г/л.

14. Рассчитайте размер частиц диоксида кремния, если известно, что время их оседания на расстояние 1 см составляет: а) 30 сек; б) 60 мин; в) 100 ч.

Плотность дисперсной фазы и дисперсионной среды составляла соответственно 2,7 и 1,1 г/см³, вязкость дисперсионной среды 1,5·10^-3 Па·с.

15. Рассчитайте время, за которое сферические частицы стекла в воде оседают на расстояние 1 см, если дисперность частиц составляет: а) 0,1 мкм^-1; б) 1 мкм^-1; в) 10 мкм^-1

Плотность дисперсной фазы и дисперсионной среды соответственно 2,4 и 1,0 г/см³.

16. Определите удельную поверхность порошка сульфата бария (в расчете на единицу массы), если частицы его оседают в водной среде на высоту 0,226 м за 1350 сек (предполагая, что частицы имеют сферическую форму). Плотность сульфата бария и воды соответственно 4,5 и 1 г/см³. Вязкость воды 1·10^-3 Па·с.

17. Рассчитайте за какое время сферические частицы Al₂O₃, распределенные в среде с вязкостью 1,5·10^-3 Па·с, оседают на высоту 1 см, если удельная поверхность частиц составляет: а) 10⁴ м^-1; б) 10⁵ м^-1; в) 10⁶ м^-1.

Плотность дисперсной фазы дисперсионной среды соответственно 4 и 1 г/см³.

18. Граница между гидрозолем золота и дисперсионной средой в центробежном поле ультрацентрифуги через 1 ч после начала опыта находилась на расстоянии 3,70 см от оси вращения, а через 1,5 ч – на расстоянии 3,78 см. Определить размер и удельную поверхность (в расчете на единицу массы) сферических частиц гидрозоля, если скорость вращения ротора центрифуги 8700 об/мин, плотность золота 19,3 г/см³, плотность воды 1 г/см³, вязкость воды 1·10^-3 Па·с.