Примеры решения задач. Расчет поверхностного натяжения кокаина проводим по формуле: . Задачи для самостоятельного решения

Примеры решения задач

Пример 1.

Является ли кокаин поверхностно - активным веществом, если число капель одного объема 0, 2М раствора кокаина – 100, а число капель дист. H₂O – 50. δ (H₂O)= 72, 75·10^-3 Н/м?

Решение:

Расчет поверхностного натяжения кокаина проводим по формуле:

= 72, 75х10^-3 х50/ 100 = 37, 88х× 10^-3 Н/м.

Ответ: δ водного раствора кокаина равен 37, 88х× 10^-3 Н/м, что меньше воды чем у воды, а, значит, кокаин – ПАВ.

 

Пример 2.

При уменьшении концентрации новокаина и кокаина в растворах с 0, 2 моль/л до 0, 15 моль/л поверхностное натяжение возросло с 6, 9× 10^-2н/м до 7, 1× 10^-2 н/м у новокаина, а у раствора кокаина 6, 5× 10^-2 н/м до 7, 0× 10^-2 н/м. Сравните величины адсорбции этих веществ в данном интервале концентраций. Т = 293 К, R = 8, 31 Дж/(моль× К).

Решение:

Г= - [(С_ср / R•T)•(d•δ / d· C)]   

C_cр. =(0, 2+0, 15) / 2=0, 175

Г_нов. = - [0, 175 / (8, 31· 293)]· [(7, 1-6, 9)· 10^-2 / (0, 15-0, 2)]=2, 87· 10^-6 моль/м²

Г_кок. =-[0, 175 / (8, 31· 293)]· [(7, 0-6, 5)· 10^-2 / (0, 15-0, 2)]=7, 19· 10^-6 моль/м²

Ответ: Адсорбция кокаина при прочих равных условиях выше.

 

Задачи для самостоятельного решения

1. Вычислить поверхностное натяжение воды при 20^оС по данным сталагмометрического исследования: число капель воды – 31, число капель ацетона – 95. Поверхностное натяжение ацетона при 20^оС равно              23, 70 ·10^-3Н/м.

2. Вычислить поверхностное натяжение этилового спирта при 25^оС, если число капель воды – 32, а спирта – 64. Масса капель спирта и воды равны 4, 713 и 4, 724 г соответственно. Поверхностное натяжение воды при 25^оС равно 71, 97× 10^-3 Н/м.

3. Является ли новокаин поверхностно-активным веществом, если число капель одного объема 0, 1М раствора новокаина равно – 74, а число капель дист. H₂O – 37. δ (H₂O) = 72, 75× 10^-3 Н/м.

4. Из сталагмометра при 24⁰С выпустили сначала воду, затем этанол. При этом число капель составило 29 и 76 соответственно. Уменьшится или увеличится поверхностное натяжение этанола и во сколько раз, если температуру повысить до 60⁰С (σ _спирта(60⁰С) = 18, 43× 10^-3Н/м; ρ _спирта = 0, 79 г/мл)?

5. Имеются растворы одинаковой концентрации: H₂SO₄ и масляной кислот. Подсчет капель сталагмометрическим методом показал: число капель H₂O – 28, H₂SO₄ – 20 и масляной кислоты-56. Какая кислота является ПАВ, какая ПИВ, если δ (H₂O)= 72, 75× 10^-3 Н/м.  

 

6. Выполняется ли правило Дюкло-Траубе, если известно:

кислота	С, моль/л	σ, мН/м
пропионовая	0, 0312	69, 5
	0, 0625	67, 7
масляная	0, 0312	65, 8
	0, 0625	60, 4

 

7. Определите тип адсорбции (положительная или отрицательная) в воде и H₂SO₄, если концентрация кислоты 2, 33 моль/л, поверхностное натяжение раствора 75, 2× 10-3 Н/м, поверхностное натяжение воды 72, 75× 10^-3 Н/м, t = 18°С, R = 8, 31 Дж/(моль× К).

8. Определите тип адсорбции (положительная или отрицательная) при растворении в воде ацетона, если концентрация ацетона в воде – 29 г/л, поверхностное натяжение раствора – 59, 4∙ 10^-3Н/м, поверхностное натяжение воды – 73, 49∙ 10^-3Н/м, t=15 ⁰С.

9. Емкость адсорбента ( Г_max ) по холестерину составляет 0, 7 мкмоль/г. Какая масса холестерина адсорбируется из плазмы крови, содержащей 4, 8 мкмоль/мл холестерина, если К = 2 мкмоль/мл, М_хол. =386, 6 г/моль.

10. Как изменится величина адсорбции холестерина, если концентрация холестерина в плазме крови увеличивается с 4, 8 мкмоль/мл (Г=4, 9·10^-7 моль/г) до 5, 4 мкмоль/мл, при условии, что Г_max=0, 7 мкмоль/г, К=2 мкмоль/мл, М_хол. =386, 6г/моль.  

11. Поверхностное натяжение водного раствора, содержащего поверхностно-активное вещество в концентрации 0, 056 моль/л, при 293К равно 4, 33·10^-2н/м. Вычислите величину адсорбции ПАВ из раствора с концентрацией 0, 028 моль/л при 293К (R=8, 31Дж/мК, δ (H₂O)= 72, 75× 10^-3 Н/м.

12. Концентрация кетоновых тел, накапливаемых в крови больных сахарным диабетом в течение суток, достигает 0, 2 моль/л. Какое количество кетоновых тел адсорбируется из крови при гемосорбции, если Г_мах = 3 ·10^-3 моль/г, К = 6 ·10^-2 моль/л?

13. Концентрация холестерина в крови достигла 4, 8 моль/л. Какое количество холестерина адсорбируется из крови при гемосорбции, если Г_mах = 2·10^-3моль/г, К=3·10^-2моль/л?

14. Найти величину адсорбции некоторого вещества на границе раствор-воздух при концентрации с₁ по данным поверхностных натяжений растворов при с₁ и с₂ и указанной температуре.

№	Растворенное вещество	С1, моль/л	σ 1× 10-3, Дж/м2	С2, моль/л	σ 2× 10-3, Дж/м2	t, 0C
	Фенол	0, 0156	58, 2	0, 0625	43, 3
	Анилин	0, 0625	68, 3	0, 1250	61, 5

 

15. С увеличением концентрации раствора изомасляной кислоты с 0, 125 моль/л до 0, 250 моль/л поверхностное натяжение снизилось с 55, 1мН/м до 49, 7мН/м, а у раствора изовалериановой кислоты с 43, 2мН/м до 35, 0мН/м. Сравните величины адсорбции двух веществ в данном интервале концентраций при Т=293К.

17. Найдите величину адсорбции гептанола на границе раствор-воздух при концентрации раствора с₁= 0, 05 М его поверхностное натяжение равно 62, 96× 10^-3Дж/м², а при с₂=0, 06М величина σ ₂ = 62× 10^-3Дж/м². Считая Т=300К.   

 

Тестовые задания

Выберите один верный ответ

1. Поверхностное натяжение крови зависит от:

1) Температуры.

2) Патологических заболеваний.

3) Возраста.

4) От всех перечисленных факторов.

2. Наркотическое или бактерицидное действие веществ одного гомологического ряда возрастает с:

1) Увеличение адсорбции и поверхностной активности.                          

2) Уменьшение адсорбции и поверхностного натяжения

3) Уменьшение поверхностной активности и поверхностного натяжения.                                     

4) Увеличение поверхностного натяжения и поверхностной активности.

3.   Какие вещества не влияют на поверхностное натяжение?

1) Электролиты.                             3) Глюкоза.         

2) Белки, жирные кислоты.       4) Лецитин.

4.   Какое из веществ обладает наибольшей адсорбцией?

1) С₂Н₅ОН. 2) NaCl. 3) С₁₇Н₃₃СООН.           4)С₁₀Н₂₁ОН.       

5. Найдите взаимосвязь между поверхностной энергией Гиббса, межфазной поверхностью и поверхностным натяжением:

1) G_П = S / s.     2) G_П = S × s.   3) G_П = s / S.   4) G_П = s × dS.

6. Чем в большей степени ПИВ повышает поверхностное натяжение, тем его адсорбция:

1) Больше.                                                       

2) Меньше.

3) Постоянна.                                                      

4) Переменна.

7. Как изменится поверхностное натяжение раствора при увеличении концентрации ПАВ:

1) Увеличивается. 2) Уменьшается.    3) Не изменяется.

4)Уменьшается до образования мономолекулярного слоя.

8. У какой жидкости поверхностное натяжение минимально?

1) Спирт.    2) Раствор глюкозы. 3) Раствор мыла.               4) Вода.

9. Как отличается поверхностное натяжение бутанола от раствора этанола такой же молярной концентрации?

1) Меньше в 9 раза.                                  2) Больше в 9 раз.

3) Меньше в 3 раза.                                 4) Больше в 3 раза.

10.  Для каких веществ поверхностная активность отрицательна?

1) KCl, NaCl.                2) C₁₇H₃₅COOK, C₇H₁₅OH.    

3) CO₂, SO₂.                  4) C₁₇H₃₅COOН, C₇H₁₅ONа

11. Какое из уравнений является уравнением адсорбции Гиббса:

1)            2)

3)                        4)

12. Зависимость поверхностной активности ПАВ в водных растворах от длины углеводородного радикала описывает правило:

1) Правило Дюкло-Траубе.        3) Правило Шульца-Гарди.

2) Правило аддитивности.          4) Правило Ребиндера.

13.  С увеличением разности полярностей жидкостей поверхностное натяжение:

1) Увеличивается.

2) Уменьшается.                        

3) Не изменяется.    

4) Увеличивается или уменьшается, в зависимости от природы фазообразующих веществ.

14.  При добавлении п оверхностно-инактивного вещества (ПИВ) наблюдается:

1) Увеличение адсорбции и поверхностного натяжения.                          

2) Уменьшение адсорбции и поверхностной активности.

3) Уменьшение поверхностной активности и поверхностного натяжения.                                     

4) Увеличение поверхностного натяжения и поверхностной активности.

15.  Поверхностно-активные вещества имеют:                                                 

1) Дифильное строение.                                                    

2) Неполярное строение.

3) Симметричное строение.                                              

4) Кластерное строение.

16.  На поверхности раздела фаз поверхностно-активные вещества ориентированы:

1) Гидрофобной частью к воде, а гидрофильной к воздуху.

2) Гидрофобной частью к полярной жидкости, а гидрофильной к неполярной.

3) Гидрофобной частью к неполярной жидкости, а гидрофильной к полярной.

4) Для ПАВ не характерна ориентация в поверхностном слое.

17.  Изотерма адсорбции описывает зависимость поверхностного натяжения от:

1) Адсорбции.                                                    3) Концентрации.

2) Полярности.                                                   4) Температуры.

18.  С увеличением температуры поверхностное натяжение:

1) Увеличивается.

2) Уменьшается.                        

3) Не изменяется.    

4) Увеличивается или уменьшается, в зависимости от природы фазообразующих веществ.

19.  Что такое адсорбция?

1) Накопление вещества на поверхности сорбента.

2) Переход вещества с сорбента.

3) Растворимость вещества в сорбенте.

4) Накопление вещества внутри сорбента.

20. Укажите силовую единицу измерения поверхностного натяжения:

1) Дж/м²              2) (Дж× м)/м².             3) Н× м.             4) Н/м.

 

⇐ Предыдущая34353637383940414243Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: