Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Указания к выполнению заданий № 1 и 2

Стр 1 из 7Следующая ⇒

Кубанский государственный технологический университет

Новороссийский Политехнический институт

Кафедра Охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов

Контрольные задания и методические указания к их выполнению для студентов заочной формы обучения

Задания для самостоятельной работы

Студентов дневной формы обучения

всех специальностей

по дисциплинам «коллоидная химия»

«Поверхностные явления и дисперсные системы»

Новороссийск

Методические указания составлены на основании государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования для всех специальностей и форм обучения

Методические указания составлены доцентом кафедры ООС и РИПР Кузьминой И.В.

Методические указания обсуждены на заседании кафедры ООС и РИПР

________________________

Протокол № _________________

Заведующий кафедрой ООС и РИПР__________________В. А. Алексеенко

Одобрено методическим советом НПИ ________________

Протокол № _________

Зам. председателя методического

совета, к. т. н. _________________________ И.В. Кузьмина

Общие методические указания

Настоящие контрольные задания составлены на основе методических указаний и контрольных заданий для студентов-заочников химико-технологических и технологических специальностей высших учебных заведений. - М.: Высш. шк., 1988.

К контрольным заданиям составлены указания по их выполнению, в которых приводится порядок выполнения вычислений, даются и, по возможности, объясняются расчетные уравнения, а также основанные на их использовании графические методы вычислений. Ряд указаний включает краткое изложение трудного или малопонятного для учащихся теоретического материала. Составленные таким образом указания дают возможность студентам-заочникам, впервые столкнувшимся с такими сложными предметом как «Поверхностные явления и дисперсные системы» и «Коллоидная химия» выполнить сознательно без посторонней помощи предлагаемые им контрольные задания.

«Поверхностные явления и дисперсные системы», завершая обще химическую подготовку учащихся, обобщают явления и процессы, изучаемые в курсах неорганической, аналитической, органической и физической химией. Вместе с тем «Поверхностные явления и дисперсные системы» («Коллоидная химия») так же, как и физическая химия образуют основу технологических процессов, с изучением которых учащиеся встречаются на старших курсах. Из сказанного следует, что контрольные задания должны не только охватывать весь учебный материал, предусмотренный программой по «Поверхностным явлениям и дисперсным системам», но и дать почувствовать студентам необходимость знания этого предмета для усвоения специальных дисциплин. С этой цепью на примерах реакций, взятых из области нефтехимии и протекающие в окружающей среде, составлены три заданиям включающие вычисление выхода продукта, определение направления реакции в заданных условиях, влияние различных факторов на полноту ее протекания. Студент выполняет одну контрольную работу.

К выполнению контрольных работ следует приступать только после усвоения соответствующих разделов курса. Указания по выполнению заданий начинаются ссылками на литературу, содержащую необходимый учебный материал. Список этой литературы приводится ниже.

Графики, которые необходимо выполнить по условиям заданий, вычерчиваются на миллиметровой бумаге или, в крайнем случае, на бумаге в клетку. Выполняя график, необходимо помнить следующее:

1. Размер графика должен быть не меньше половины листа тетради.

2. На осях координат отмечаются через равные интервалы масштабные единицы.

3. Масштаб выбирается таким образом, чтобы от точки пересечения координат до их конца расстояние было немного больше, чем разность между наибольшими и наименьшими значениями координат точек.

4. Точки должны четко наноситься на график в соответствии с выбранным масштабом без нанесения дополнительных линий их координат.

5. Точки соединяются плавной кривой таким образом, чтобы большинство из них попало на кривую или они были в одинаковой мере отдалены по обе стороны кривой.

Вариант задания выбирается по двум последним цифрам шифра, написанного в зачетной книжке. Если последние две цифры - 00, то выполняют задание, соответствующее цифре, стоящей перед нулями. Например, если последние цифры шифра 400, то студент выполняет 4-й вариант задания.

Список ЛИТЕРАТУРы

1. Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии (Поверхностные явления и дисперсные системы). - М.: Химия, 1975. - 400 с.

2. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. - М.: Химия, 1982. - 340с.

3. Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии /Под редакцией Ю.Г. Фролова, А. Г. Градского и др. - М.: Химия, 1986. - 216 с.

4. Захарченко В.Н. коллоидная химия. - М.: Высш. шк., 1989. - 238с.

5. Киселева Е..В., Каретников Г. С., Кудряшов И. В. Сборник примеров и задач по физической химии. - М.: Высш. шк., 1983. - 456 с.

6. Баранова В. И., Бибик Е. Е. и др. Расчеты и задачи по коллоидной химии - М.: Высш. шк., 1989. - 288с.

7. Современный словарь иностранных слов: /Изд-во “Рус. яз.” - М.: Рус. яз., 1993 - 740 с.

8. Толковый словарь по химии и химической технологии. Основные термины / С. М. Баринов, Б. Е. Восторгов и др. Под редакцией Ю.А. Лебедева - М.: Рус. яз., 1987 - 528 с.

9. Практикум по коллоидной химии /Под редакцией Лаврова И.С. - М.: Высшая школа, 1983. - 216 с.

10. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. - М.: Химия, 1974. - 352 с.

11. Путилова И.П. Руководство к практическим занятиям по коллоидной химии. - М.: Высшая школа, 1961. - 292 с.

12. Писаренко А.П., Поспелова К.А., Яковлев А.Г. Курс коллоидной химии. - М.: Высшая школа, 1964. - 248 с.

13. Липатов Ю.С. Коллоидная химия полимеров. - Киев, Наукова Думка, 1984. - 344 с.

14. Фришберг И.В., Пастухов В.П., Кузьмина И.В. Металлизированный углеродный порошок: методы получения и свойства - Екатеринбург: УрО РАН, 1992 - 190 с.

15. Шурай П.Е. Поверхностные явления и оптические свойства дисперсных систем / Методические указания к индивидуальным заданиям по коллоидной химии для студентов технологических специальностей. – Краснодар: Политехнический институт, 1991. - 53 с.

16. Зимон А. Д., Лещенко Н.Ф. Коллоидная химия. – М.: АГАР, 2001 –320 с.

Шифр

Номер задания (задачи)

Номер варианта в задании

Шифр

Номер задания

Номер варианта в задании

Шифр

Номер задания

Номер варианта в задании

контрольные задания. задачи

ТЕРМОДИНАМИКа И строение поверхностного слоя

Геометрические параметры поверхности

ЗАДАНИЕ № 1

Вычислите удельную поверхность катализатора, если для образования монослоя молекул на нем должно адсорбироваться V м³/кг вещества А. Площадь молекулы азота в монослое равна S₀ м².

Таблица 1

Вариант	Вещество А	V, м³/кг	S₀^.10²⁰, м²
	Азот	0,1	16,2
	Аммиак	0,13	28,26
	СО	19,60^.10^-3	12,22
	СО₂	0,04	16,9
	Водород	0,447^.10^-3	7,29
	Криптон	0,2	19,2
	Метан	15,2^.10^-3	20,0
	Аргон	3,22^.10^-3	16,2
	Азот	33,43^.10^-3	16,2
	Криптон	0,7	19,5
	Водород	0,698^.10^-3	7,29
	Аммиак	0,06	28,26
	СО	12,85^.10^-3	12,22
	СО₂	0,032	16,9
	Азот	13,83^.10^-3	16,2

ЗАДАНИЕ № 2

Вычислите удельную поверхность вещества А (S_уд, /м²/кг) (плотность r, кг/м³, измеренная при различных температурах), если ее частицы принять шарообразными и средний диаметр частиц d мкм или дисперсность D нм^-1. Суспензия монодисперсна.

Таблица 1

Вариант	Вещество А	r^.10^-3, кг/м³	d, мкм	D, нм^-1
	Каолин	2,5	0,5
	Четыреххлористый углерод	1,593		0,1
	Бензол	0,858	0,5 ^.10^-2
	Вода	0,997		0,060
	Ртуть	13,54		0,010
	Метанол	0,796		0,022
	Вода	0,997	0,1
	Вода	0,997	0,01
	Бензол	0,846	0,1 ^.10^-2
Вариант	Вещество А	r^.10^-3, кг/м³	d, мкм	D, нм^-1
	Гексан	0,631	0,1
	Ртуть	13,54		0,020
	Метанол	0,796	0,5
	Гексан	0,631	0,01
	Бензол	0,858	0,3 ^.10^-2
	Вода	0,997		0,010

Указания к выполнению заданий № 1 и 2

См. [1, стр. 15-18; 99; 135]; [2, стр. 11; 20-22; 116 ]; [3, стр. 7; 18-19; 32-33]; [4, стр. 9-10; 69 ]; [5, стр. 319].

Иногда различие между системами устанавливается указанием размера частиц. Однако наиболее часто встречаются системы, в которых частицы дисперсной фазы неодинаковы по размерам. В качестве характеристики, используемой для сравнения таких систем, В. Оствальд предложил применять степень дисперсности, мерой которой служит удельная поверхность.

Удельной поверхностью называют площадь раздела фаз, приходящуюся на единицу массы или объема дисперсной фазы.

Если частицы дисперсной фазы имеют форму куба и одинаковы по размерам, то удельная поверхность системы вычисляется по формуле

, (1)

где S_ч - поверхность частицы;

V_ч - ее объем;

l - длина ребра кубической частицы.

Для системы, содержащей одинаковые частицы дисперсной фазы сферической формы,

где D - дисперсность;

d - диаметр частицы;

В общем случае для систем, содержащих одинаковые частицы произвольной формы,

S_уд = kа^-1.

где k - коэффициент, зависящий от формы частиц [k(пленки)= 2; k(бруска) = 4; k(куба) = 6; k(сферы) = 6];

а - выбранный линейный размер частиц.

Для перевода размерности удельной поверхности можно воспользоваться формулой

S_уд¢ = S_уд /r,

где S_уд¢ - удельная поверхность частицы, м²/кг;

S_уд - удельная поверхность частицы, м²/ м³.

Удельная поверхность системы с частицами одной формы, но разных размеров определяется по формуле

где a(а) - относительное содержание в системе частиц дисперсной фазы, имеющих выбранный линейный размер а;

V_ч - объем дисперсной фазы;

a_min и a_max - минимальный и максимальный размеры частиц дисперсной фазы.

Используя удельную поверхность как усредненную характеристику, можно сравнивать микро- и ультрамикрогетерогенные системы с пористыми телами, также включаемыми в класс дисперсных систем. Например, средний размер частиц в ультрамикрогетерогенных системах можно принять равным 10^-8м, чему соответствует удельная поверхность 10⁹ м²/м³. Имеющие развитую внутреннюю поверхность активированный уголь и силикагель по этому показателю близки к ультрамикрогетерогенным системам; их удельная поверхность соответственно 8 ^. 10⁵м²/кги 4 ^. 10⁵кг/м³.

В случае мономолекулярной адсорбции, не осложненной капиллярной конденсацией, удельная поверхность адсорбента определяется по формуле

, (2)

где N_A - число Авогадро (N_A = 6,02 ^. 10²³ молекул/моль);

V_m - объем адсорбированного газа, полностью покрывающего поверхность 1 г адсорбента.

Перед выполнением любого задания все исходные параметры переведите в систему СИ.

1.2 Поверхностная энергия. Поверхностное натяжение

ЗАДАНИЕ № 3

Определите энергию Гиббса поверхности m г или V см³ вещества А, если поверхностное натяжение капель жидкости составляет s мДж/м², а дисперсности частиц D мкм^-1. Плотность вещества А примите равной r г/см³.

Таблица 3

Вариант	Вещество А	m, г	V, см³	s, мДж/м²	D, мкм^-1	r, г/см³
	Туман воды			71,96		0,997
	Аэрозоль ртути		3,5
	Эмульсия бензола в воде			26,13		0,858
Вариант	Вещество А	m, г	V, см³	s, мДж/м²	D, мкм^-1	r, г/см³
	Этилэтаноат в воде			68,0
	Туман воды			72,7		0,998
	1,2-дихлорэтан			32,23		1,257
	Туман воды			71,96		0,997
	Аэрозоль ртути		3,5
	Эмульсия бензола в воде			26,13		0,858
	Этилэтаноат в воде			68,0

ЗАДАНИЕ № 4

Вычислите поверхностное натяжение вещества А, определяемое методом капиллярного поднятия, если при 298 К вещество А поднялось в капилляре на высоту h мм. Диаметр капилляра определен путем измерения длины столбика и массы вещества В, заполнившей капилляр под давлением: длина столбика вещества В составила l см, масса его m г. Плотность вещества В r₂ г/см³, плотность вещества А r₁ г/см³.

Таблица 4

Вариант	Вещество А	Вещество B	h₁, мм	r₁, г/см³	h₂, мм	m, г	r₂, г/см³
Вещество А	Вещество B
	Вода	Ртуть	35,3	0,997	80,4	0,565	13,54
	Оливковое масло	Глицерин	18,8	0,94	26,8		1,26
	Глицерин	Ртуть	17,8	1,26			13,6
	Вода	Ртуть	35,3	0,997	80,4	0,565	13,54
	Оливковое масло	Глицерин	18,8	0,94	26,8		1,26
	Глицерин	Ртуть	17,8	1,26			13,6
	Вода	Ртуть	35,3	0,997	80,4	0,565	13,54
	Оливковое масло	Глицерин	18,8	0,94	26,8		1,26
	Глицерин	Ртуть	17,8	1,26			13,6
	Вода	Ртуть	35,3	0,997	80,4	0,565	13,54

ЗАДАНИЕ № 5

даны константы уравнения Шишковского для водного раствора вещества А при 273 К: а и b. При какой концентрации вещества А поверхностное натяжение раствора будет составлять s мДж/м², если поверхностное натяжение воды s₀ мДж/м²?

Таблица 5

Вариант	Вещество А	Константы уравнения Шишковского	s, мДж/м²	s₀, мДж/м²
a^.10³	b
	Валериановая кислота	14,72	10,4	52,1	75,49
	Валериановая кислота	17,7	19,72	62,8	75,49
	Валериановая кислоты	14,72	10,4	75,00	75,49
	Масляная кислота	12,6	21,5	75,40	75,49
	Пропионовая кислота	12,5	7,73	75,30	75,49
	Пропионовая кислота	12,8	7,16	75,00	75,49
	Пропиловый спирт	14,4	6,6	70,00	72,53
	Масляная кислота	12,6	21,5	73,40	75,49
	Пропиловый спирт	14,4	6,6	71,00	72,53
	Пропионовая кислота	12,8	7,16	74,00	75,49

12 3 4 5 6 7 Следующая ⇒

Воспользуйтесь поиском по сайту: