«Химия высокомолекулярных соединений. Свойства дисперсных систем»



Дата11.07.2017
өлшемі74.65 Kb.
«ПРИРОДНЫЕ ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ»

Содержание текущего и итогового контроля

В рамках данной Программы предполагается написание студентами 1 контрольной работы по теме: «Химия высокомолекулярных соединений. Свойства дисперсных систем».



Вариант контрольной работы №1

  1. Рассчитайте время половинной коагуляции аэрозоля с дисперсностью равной 0,25 нм-1 и концентрацией 1,5·10-3 кг/м3, если константа быстрой коагуляции, по Смолуховскому, равна 3·10-16 м3/с. Плотность частиц аэрозоля примите равной 2.2 г/см3.

  2. Золь иодида серебра получен при добавлении 8 мл водного раствора иодида калия концентрацией 0,05 моль/л к 10 мл водного растовра нитрата серебра концентрацией 0,02 моль/л. Напишите формулу мицеллы образовавшегося золя. Каков знак заряда поверхности частиц этого золя?

  3. Вычислите концентрацию частиц дыма на высоте 10 метров, если на уровне земли она составляет 2,4 г/л. Удельная поверхность частиц – 990 м2/кг, плотность 1,34 г/см3. Какой должен быть диаметр частиц, чтобы термодинамическая седиментационная устойчивость возросла в 10 раз?

4. Определите толщину гидратаной оболочки частиц оксида железа, если массовая концентрация его равна 0,35 кг/м3, частичная концентрация золя равна 2·1018 частиц/м3. плотность оксида железа примите равной 5,2 г/см3. средний сдвиг частицы за 5 секунд составляет 8 мкм. Вязкость дисперсионной среды равна 1.5 мПа·с, температура 250С.

5. Из образца полистирола был приготовлен ряд растворов. С помощью вискозиметра Оствальда были определены следующие значения времени истечения при 22°C:

Концентрация, г / 100 см3

0

0,1

0,3

0,6

0,9

Время, сек

86,0

99,5

132

194

301

Вычислить молекулярную массу полимера, если константы в обобщенном уравнении Штаудингера равны К = 3,7•10-4 и α = 0,76.
Студент, изучающий курс «природные дисперсные системы» в рамках данной Программы, сдает 2 коллоквиума по темам: «Виды дисперсных систем. Химия ВМС» и «Свойства дисперсных систем».
Перечень вопросов для подготовки к коллоквиуму №1

«Виды дисперсных систем. Химия ВМС»

  1. Признаки дисперсных систем: гетерогенность и дисперсность. Дисперсность, количественное определение дисперсности и удельной поверхности.

  2. Теория образования дисперсных систем. Образование дисперсных систем при конденсации из паровой фазы и из растворов. Методы получения дисперсных систем, классификация. Охарактеризуйте их и приведите примеры.

  3. Распределение частиц полидисперсных систем по размерам. Размеры частиц неправильной формы. Дисперсионный анализ суспензий. Связь размеров частиц со скоростью их осаждения. Условия соблюдения закона Стокса. Кривая седиментации. Кривые распределения частиц по радиусам.

  4. Оптические методы дисперсионного анализа. Нефелометрия и турбидиметрия.

  5. Экспериментальные методы в седиментационном анализе. Седиментация в гравитационном и центробежном полях. Седиментационно-диффузионное равновесие. Гипсометрическое распределение частиц дисперсной фазы. Формула Лапласа-ПерренаМицеллообразование в растворах ПАВ. Солюбилизация.

  6. Эмульсии. Стабилизация и разрушение эмульсий.

  7. Высокомолекулярные соединения. Классификация ВМС. Методы получения и очистки ВМС. Строение макромолекул и их свойства. Агрегативные состояния ВМС. Общая характеристика растворов ВМС.

  8. Молекулярная природа растворов ВМС, их термодинамическая устойчивость. Набухание и растворение ВМС. Термодинамика набухания. Кинетика набухания. Давление набухания. Ассоциация макромолекул в растворах ВМС.

  9. Вязкость. Ее виды. Вязкость растворов ВМС.

  10. Особенности золей и суспензий. Пасты, гели и осадки как структурированные системы. Классификация и методы получения.. Стабилизация с помощью ПАВ. Методы разрушения суспензий.

  11. Свойства разбавленных эмульсий. Устойчивость эмульсий. Эмульгаторы и их характеристика с помощью гидрофильно-липофильным балансом, число ГЛБ. Обращение фаз эмульсий.

  12. Капиллярно-пористые тела. Капиллярные явления, их роль в природе и технологии. Уравнение капиллярной конденсации Кельвина. Капиллярно-конденсационный гистерезис.

  13. Расчет интегральной и дифференциальной кривых распределения объема пор по размерам, кривизна поверхности частиц дисперсной фазы. Особенности адсорбции на микропористых материалах.

  14. Белки как полиэлектролиты. Первичная, вторичная, третичная и глобулярная структуры белков.

  15. Белки как коллоидные растворы. Структура двойного электрического слоя и электрофорез белка, изо-электрическая точка.

  16. Белки как ВМС. Денатурация. Высаливание.

  17. Наночастицы и наноматериалы. Преимущества и недостатки наноматериалов.

  18. Приведите примеры лиофильных дисперсных систем. Как происходит формирование частиц дисперсной фазы в лиофильных системах?

  19. Ориентация молекул ПАВ в мицеллах, образующихся в полярных и неполярных средах. В чем проявляется взаимосвязь поверхностных и объемных свойств растворов коллоидных ПАВ?

  20. Что называют солюбилизацией? Чем это явление обусловлено и его практическое значение?

  21. Особенности растворения полимеров, набухание. Что такое степень набухания, и как она определяется?

Вариант билета к коллоквиуму №1

  1. Особенности золей и суспензий. Пасты, гели и осадки как структурированные системы. Классификация и методы получения.. Стабилизация с помощью ПАВ. Методы разрушения суспензий.

  2. Наночастицы и наноматериалы. Преимущества и недостатки наноматериалов.


Перечень вопросов для подготовки к коллоквиуму №2

«Свойства дисперсных систем»

      1. Чем обусловлено броуновское движение частиц дисперсных систем? Для каких систем оно характерно? Приведите примеры. Единство природы броуновского и молекулярно-кинетического движений, как отправная точка закона Эйнштейна-Смолуховского.

      2. Опишите методику определения размеров дисперсных частиц или их концентрации в лиозолях по осмотическому давлению.

      3. Кинетическая и термодинамическая седиментационные устойчивости системы. Определение размеров частиц в условиях диффузионно-седиментационного равновесия.

      4. Оптические явления, наблюдаемые при падении луча света на оптическую систему. Что такое оптическая плотность? Оптические методы, используемые для определения размеров частиц дисперсной фазы. Границы применимости этих методов. Рассеяние и поглощение света коллоидными системами. Основные закономерности обоих процессов.

      5. Явление опалесценции. Уравнение Рэлея и его анализ.

      6. В чем отличие светорассеяния в дисперсных системах и истинных растворах? Параметры, характеризующие рассеяние света в системе. Что такое «белые» золи? Как рассчитать размеры частиц для «белых» золей по уравнению Геллера?

      7. Преимущества и недостатки электронной микроскопии. В чем причина высокой разрешающей способности этого метода?

      8. Какой процесс называется коагуляцией? Чем завершается процесс коагуляции?

      9. Действием каких факторов обеспечивается агрегативная устойчивость лиофобных дисперсных систем? Какие вещества используют в качетве стабилизаторов?

      10. Какие золи называют белыми? Какова взаимосвязь между оптической плотностью и мутностью белых золей?

      11. Чем различаются методы нефелометрии и турбодимитрии? Какие параметры дисперсных систем определяются этими методами?

      12. Факторы, влияющие на окраску коллоидных растворов. Анализ уравнения Бугера-Ламберта-Бера для коллоидов.

      13. Для каких дисперсных систем применимо уравнение Дебая? Какие параметры дисперсных систем могут быть определены этим методом?

      14. Каким образом по температурной зависимости ККМ можно рассчитать термодинамические функции состояния процесса мицеллообразования?

      15. Что называют критической концентрацией мицеллообразования? Методы определения ККМ?

      16. Методы диспергирования. Уравнение Ребиндера для работы диспергирования.

      17. Энергия Гиббса образования зародыша новой фазы, критический радиус зародыша. Две стадии образования новой фазы. Примеры получения дисперсных систем методами физической и химической конденсации.

      18. Мембраны и мембранные процессы.

      19. Седиментационная и агрегативная устойчивости систем. Лиофильные и лиофобные системы: самопроизвольное образование одних и необходимость стабилизации других.

      20. Термодинамика и механизм мицеллообразования. Строение мицелл ПАВ. Солюбилизация. Основные факторы, влияющие на ККМ.

      21. Методы определения ККМ. Применение ПАВ.

      22. Быстрая и медленная коагуляция. Кинетика коагуляции по Смолуховскому.

      23. Основные положения теории ДЛФО. Расклинивающее давление и его составляющие.

      24. Нейтрализационная и концентрационная коагуляция. Порог коагуляции.

      25. Коагуляция в системах, стабилизированных ВМС и ПАВ.

Вариант билета к коллоквиуму №2

      1. Термодинамика и механизм мицеллообразования. Строение мицелл ПАВ. Солюбилизация. Основные факторы, влияющие на ККМ.

      2. Какой процесс называется коагуляцией? Чем завершается процесс коагуляции?

      3. Опишите методику определения размеров дисперсных частиц или их концентрации в лиозолях по осмотическому давлению.


7.2. Итоговый контроль

Формой итогового контроля знаний студентов по курсу «Природные дисперсные системы» является сдача зачета.


Вопросы для подготовки к зачету

  1. Дисперсность, типы классификаций дисперсных систем.

  2. Молекулярно-кинетические свойства коллоидных систем. Броуновское движение. Диффузия. Осмос.

  3. Седиментационный анализ в гравитационном и центробежном полях.

  4. Оптические свойства систем, светорассеивание и эффект Тиндаля-Фарадея. Закон светорассеивания Релея. Уравнение Геллера.

  5. Метод турбидиметрии.

  6. Метод нефелометрии.

  7. Ультрамикроскопия и электронная микроскопия.

  8. Пористые тела. Теория капиллярной конденсации. Распределение пор по размерам.

  9. Получение дисперсных систем методами диспергирования и конденсации.

  10. Строение мицелл. Правило Фаянса. Очистка золей диализом, электродиализом, ультрафильтрацией. Лиофильные коллоидные системы.

  11. Мицеллообразование в растворах ПАВ. Солюбилизация.

  12. Эмульсии. Стабилизация и разрушение эмульсий.

  13. Высокомолекулярные соединения. Классификация ВМС. Методы получения и очистки ВМС. Строение макромолекул и их свойства. Агрегативные состояния ВМС. Общая характеристика растворов ВМС.

  14. Молекулярная природа растворов ВМС, их термодинамическая устойчивость. Набухание и растворение ВМС. Термодинамика набухания. Кинетика набухания. Давление набухания. Ассоциация макромолекул в растворах ВМС.

  15. Вязкость. Ее виды Вязкость растворов ВМС.

  16. Коагуляция гидрофобных дисперсных систем электролитами. Кинетика медленной коагуляции. Адсорбционно-сольватный фактор. Стабилизация лиофобных дисперсных систем.

  17. Аэрозоли.

  18. Особенности золей и суспензий. Классификация и методы получения.

  19. Устойчивость эмульсий. Эмульгаторы и их характеристика с помощью гидрофильно-липофильным балансом, число ГЛБ. Обращение фаз эмульсий.


Примерный вариант билета к зачету

1. Эмульсии. Стабилизация и разрушение эмульсий.

2. Метод турбидиметрии.

3. Задача.


Достарыңызбен бөлісу:


©stom.tilimen.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет