ПРИМЕРЫРЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Пример 1. Вычислите поверхностное натяжение на границе раздела бензол- вода после взбалтывания бензола с водой и разделения фаз. Поверхностное натяжение бензола и воды на границе с воздухом соответственно равны 0,0288 и 0,0727 Дж/м2.
Решение: Вычислим поверхностное натяжение на границе раздела двух жидкостей по правилу Антонова: если жидкости ограниченно растворимы друг в друге, то поверхностное натяжение на границе ж1/ж2 равно разности между поверхностными натяжениями взаимно насыщенных жидкостей на границе их с воздухом или с их собственным паром:
σЖ1 Ж2 = σЖ1Г - σЖ2Г = 0,0727 - 0,0288 = 0,0439 Дж/м2.
Пример 2. Вычислите коэффициент растекания и определите, будет ли гексан растекаться по поверхности воды, если работа когезии WK для гексана равна 0,0328 Дж/м2, а работа адгезии WA гексана к воде равна 0,0401 Дж/м2?
Решение: Вычислим коэффициент растекания по правилу Гаркинса: растекание одной жидкости по поверхности другой происходит, если прилипание между двумя жидкостями больше, чем сцепление растекающейся жидкости.
Следовательно, при WA – WK > 0 происходит растекание, при WA – WK < 0, растекание не происходит. Количественно растекание характеризуется коэффициентом растекания ( j ): j = WA - WK =sЖ1Г -s Ж2Г -s Ж1 Ж2. При этом, если j >0, то происходит растекание, если j <0, то растекание не происходит.
j = WA – WK = 0,0401 - 0,0328 = 0,0073 Дж/м2 >0, следовательно гексан будет растекаться по поверхности воды.
МНОГОВАРИАНТНЫЕ ЗАДАНИЯ
| Вари-ант | Задача |
| Вода взболтана с бензольным раствором амилового спирта. Найдите поверхностное натяжение на границе раздела фаз, если поверхностное натяжение бензольного раствора спирта и воды на границе с воздухом соответственно равны 0,0414 и 0,0727 Н/м. | |
| Определите поверхностное натяжение водного раствора NaCl, если после взбалтывания его с бензолом межфазное натяжение составляет 0,0454 Н/м. Поверхностное натяжение бензола на границе с воздухом составляет 0,0288 Н/м. | |
| Определите поверхностное натяжение водного раствора сахарозы, если после взбалтывания его с бензолом межфазное натяжение составляет 0,0439 Н/м. Поверхностное натяжение бензола на границе с воздухом равно 0,0288 Н/м. | |
| Найдите поверхностное натяжение на границе раздела гексан – вода после взбалтывания гексана с водой и разделения фаз. Поверхностное натяжение гексана и воды на границе с воздухом соответственно равны 0,0184 и 0,0727 Н/м. | |
| Найдите поверхностное натяжение на границе раздела хлороформ – вода после взбалтывания хлороформа с водой и разделения фаз. Поверхностное натяжение хлороформа и воды на границе с воздухом соответственно равны 0,0271 и 0,0727 Н/м. | |
| Гексан взболтан с водным раствором изопропилового спирта. Найдите межфазное натяжение на границе раздела фаз, если поверхностное натяжение водного раствора спирта и гексана на границе с воздухом соответственно равны 0,0695 и 0,0184 Н/м. | |
| Ответьте, растекается ли раствор валериановой кислоты по поверхности ртути, исходя из следующих данных: σ раствор-воздух = 25 ·10-3 Н/м; σ ртуть-воздух = 475 ·10-3 Н/м; σ раствор-ртуть = 328 ·10-3 Н/м. | |
| Рассчитайте работу адгезии в системе вода-графит, зная, что краевой угол равен 90°, а поверхностное натяжение воды составляет 71.96 ·10-3 Н/м. Определите коэффициент растекания воды на графите. | |
| Рассчитайте работу адгезии Wa ртути к стеклу при 293К, если известен краевой угол θ =130°. Поверхностное натяжение ртути σ = 465·10-3 Н/м. Найдите коэффициент растекания f ртути по поверхности стекла | |
| Вычислите коэффициент растекания и определите, будет ли растекаться нормальный гексан по воде, если работа когезии для гексана 0,0368 Дж/м2, а работа адгезии гексана к воде 0,0401 Дж/м2. | |
| Экспериментально получено значение коэффициента растекания гептанола по воде, равное 37·10-3 Н/м. Рассчитайте межфазное натяжение на границе вода - гептанол, принимая значения поверхностных натяжений воды и гептанола соответственно 71.96 и 26.1 ·10-3 Н/м. | |
| Определите поверхностное натяжение водного раствора бутанола, если после взбалтывания его с бензолом межфазное натяжение составляет 0,0355 Дж/м2. Поверхностное натяжение бензола 29·10-3 Н/м. | |
| По коэффициенту растекания определите, будет ли растекаться сероуглерод СS2 по воде, если работа когезии для сероуглерода равна 0,0628 Дж/м2, а работа адгезии сероуглерода к воде равна 0,0558 Дж/м2. | |
| Вычислите коэффициент растекания для хлороформа при 20°С. Поверхностное натяжение воды, хлороформа и межфазное натяжение соответственно равны: 0,0728, 0,0273 и 0,0277 Н/м. Будет ли хлороформ растекаться по поверхности воды? | |
| Вычислите коэффициент растекания по воде для бензола и анилина, если работа когезии для бензола равна 0,0577 Дж/м2, для анилина равна 0,0832 Дж/м2, а работы адгезии соответственно равны 0,0666 и 0,1096 Дж/м2. Объясните различие в коэффициентах растекания. | |
| Вычислите коэффициент растекания олеиновой кислоты по поверхности воды при 20°С. Поверхностное натяжение воды, кислоты и межфазное натяжение соответственно равны: 0,0728, 0,0323 и 0,0160 Н/м. Будет ли кислота растекаться по поверхности воды? | |
| Взяты вещества: гептан и гептиловая кислота. Какое из них будет лучше растекаться по воде, если работы когезии соответственно равны: 0,0402 и 0,0556 Дж/м2, а работы адгезии равны: 0,0419 и 0,0948 Дж/м2. Объясните различие в коэффициентах растекания. | |
| Будет ли растекаться йодбензол по поверхности воды при 16,8°С, если поверхностное натяжение воды, йодбензола и межфазное натяжение соответственно равны: 0,0733, 0,0403, 0,0457 Дж/м2? | |
| Взяты вещества: йодистый этил и гептиловая кислота. Какое из них будет лучше растекаться по воде, если работы когезии соответственно равны: 0,0498 и 0,0556 Дж/м2, а работы адгезии равны: 0,0637 и 0,0948 Дж/м2. Объясните различие в коэффициентах растекания. | |
| Взяты вещества: йодистый этил и анилин. Какое из них будет лучше растекаться по воде, если работы когезии соответственно равны: 0,0498 и 0,0832 Дж/м2, а работы адгезии равны: 0,0637 и 0,1096 Дж/м2? | |
| Будет ли растекаться гексан по поверхности воды при 20°С, если поверхностное натяжение воды, гексана и межфазное натяжение соответственно равны: 0,0728, 0,0184, 0,0471 Дж/м2. | |
| Взяты вещества: бензол и гептиловая кислота. Какое из них будет лучше растекаться по воде, если работы когезии соответственно равны: 0,0577 и 0,0556 Дж/м2, а работы адгезии равны: 0,0666 и 0,0948 Дж/м2. Объясните различие в коэффициентах растекания. | |
| Будет ли сероуглерод растекаться по поверхности воды при 20°С, если поверхностное натяжение воды, сероуглерода и межфазное натяжение соответственно равны: 0,0728, 0,0323, 0,0475 Дж/м2? | |
| Взяты вещества: сероуглерод и гептиловая кислота. Какое из них будет растекаться по воде, если работы когезии соответственно равны: 0,0628 и 0,0556 Дж/м2, а работы адгезии равны: 0,0558 и 0,0948 Дж/м2. Объясните различие в коэффициентах растекания. |