Поверхностные явления и адсорбция

81. Вычислите удельную поверхность суспензии каолина (плотность 2,5∙10³ кг/м³), если частицы принять шарообразными, средний диаметр частиц 0,5∙10^{-6 м. Суспензия монодисперсна.}

82. Вычислите удельную поверхность катализатора, если для образования монослоя молекул на нем должно адсорбироваться 0,1 м³/кг N₂ (объем приведен к нормальным условиям). Площадь молекулы азота в монослое равна 16,2∙10^{-20 м2}.

83. Во сколько раз поверхностное натяжение ртути превышает поверхностное натяжение глицерина, если в капилляре с радиусом 0,6∙10^-3м столбик ртути опустился на 12∙10^{-3 м ниже, а глицерина поднялся на 17,8∙10-3}м выше уровня жидкости в сосуде? Плотность ртути 13,6∙10³ кг/м³, плотность глицерина 1,26∙10³ кг/м³.

84. Даны константы уравнения Шишковского для водного раствора валериановой кислоты при 273К: а =14,72∙10^-3, b =10,4. При какой концентрации поверхностное натяжение раствора будет составлять 52,1∙10^-3 Н/м, если поверхностное натяжение воды при 273 К равно 75,49∙10^-3Н/м?

85. Во сколько раз поверхностное натяжение глицерина выше поверхностного натяжения оливкового масла, если в капилляре с радиусом
0,4∙10^{-3 м столбик первого поднялся на 26,8∙10-З} м, а второго – на 18,8∙10^-3м?

86. Данные по адсорбции на угле пропионовой кислоты из водного раствора при 293К приведены в таблице:

C, моль/л	0,17	0,30	1,00	1,50	1,80	2,0	3,0	5,0	7,0
Г·106, моль/г	1,32	1,99	3,70	4,22	4,43	4,48	4,09	3,35	2,61

Определите графическим методом константы в уравнении Ленгмюра.

87. Поверхностное натяжение виноградного сока равно 48 мДж/м², краевой угол смачивания нержавеющей стали q₁ = 50⁰, а полиэтилена q₂ =100⁰. Во сколько раз равновесная работа адгезии сока к нержавеющей стали больше, чем к полиэтилену?

88. Определите адсорбцию пропионовой кислоты на поверхности раздела водный раствор - воздух при 273 К и концентрации 0,5 кмоль/м³ по константам Шишковского: а =12,5∙10^-3, b = 7,73. поверхностное натяжение воды равно 75,49∙10^-3 Н/м.

89. Пользуясь графическим методом, определите поверхностную активность масляной кислоты на границе ее водного раствора с воздухом при 273К по следующим экспериментальным данным:

С, кмоль/м3	0,00	0,021	0,050	0,104	0,246
s∙;103, Н/м	72,53	68,12	63,53	58,60	50,30

90. Используя уравнение Ленгмюра, вычислите адсорбцию азота на цеолите при давлении Р=2,8∙10² Па, если константы равны: Г_¥= 38,9∙10^-3, k = 0,156∙10^-2.

91. Данные по адсорбции на угле уксусной кислоты из водного раствора при 293К приведены в таблице:

 

C, моль/л	0,15	0,45	1,00	1,70	2,40
Г·106, моль/г	0,83	1,85	2,86	3,47	3,81

Определите графическим методом константы в уравнении Фрейндлиха.

92. Используя константы уравнения Фрейндлиха k= 1,2·10^-3; 1/ n =0,54, построить кривую адсорбции лигносульфонового концентрата на образцах из бетона в интервале концентраций адсорбата от 10^-4 до 10^-2 моль/л.

93. По экспериментальным данным постройте кривую адсорбции СО₂ на цеолите при 293К и с помощью графического метода определите константы уравнения Ленгмюра:

Равновесное давление Р∙10-2, Па	1,0	5,0	10,0	30,0	75,0	100,0	200,0
Адсорбция Г∙103, кг/кг	35,0	86,0	112,0	152,0	174,0	178,0	188,0

94. Используя уравнение Ленгмюра, Вычислите адсорбцию пропионовой кислоты на поверхности раздела водный раствор - воздух при Т=293К и концентрации С=0,1 кмоль/м³, если известны константы уравнения Шишковского а = 17,7∙10^-3, b = 7,16; поверхностное натяжение равно 72,75 мДж/м².

95. Рассчитайте толщину пленки адсорбата на поверхности адсорбента, если предельная адсорбция равна 6,4·10^-10моль/см², молярная масса адсорбата 215г/моль, плотность адсорбата 1,75 г/см³.

96. Для водного раствора пропиленового спирта определены следующие
значения констант уравнения Шишковского (при 293К): а = 14,4∙10^-3 Н/м, b = 6,6. Вычислите поверхностное натяжение раствора с концентрацией равной 1 кмоль/м³. При этой температуре s₀ = 72,53∙10^-3 Н/м.

97. По экспериментальным данным адсорбции СО₂ на активированном угле определите константы уравнения Ленгмюра, пользуясь которыми надо рассчитать кривую адсорбции:

Равновесное давление Р∙10-2, Па	9,9	49,7	99,8	200,0	297,0	398,5
Адсорбция Г∙103, кг/кг	32,0	70,0	91,0	102,0	107,3	108,0

98. Вычислите удельную поверхность катализатора S_уд., на которой при образовании монослоя образуется 103 см³/г азота при Р = 1,0133∙10⁵ Па и 273К. Эффективная площадь, занимаемая молекулой азота в монослое, 16,2∙10^{-20 м2}.

99. При адсорбции бензойной кислоты углем из раствора в бензоле при 25°С получены следующие данные:

С, моль/л	0,006	6,025	0,053	0,118
Адсорбция Г, моль/кг	0,44	0,78	1,04	1,44

Определите графическим способом константы уравнения Фрейндлиха.

100. Постройте кривую адсорбции СО₂ на активированном угле при 231⁰С и определите константы эмпирического уравнения Фрейндлиха, используя следующие экспериментальные данные:

Равновесное давление Р∙10-2, Па	10,0	44,8	100,0	144,0	250,0	452,0
Адсорбция Г∙103, кг/кг	32,3	66,7	96.2	117,2	145,0	177,0

101. Вычислите площадь S_мол, приходящуюся на молекулу стеариновой кислоты и толщину пленки, покрывающей поверхность воды, если известно, что 0,1∙10^{-6 кг стеариновой кислоты покрывает поверхность воды, равную 5∙10-2 м2}. Молекулярная масса стеариновой кислоты равна 284, плотность 0,85∙10³кг/м³.