Задача. Рассчитать энергию взаимодействия сферических частиц (r=5*10-7 м) в водном растворе NaCl с концентрацией С = 0,52 моль/м3 при T=293K. Порог коагуляции этой дисперсной системы раствором NaCl равен Cкp= 15 моль/м3 . (Решение → 26503)

заказ №38755

Задача.

Рассчитать энергию взаимодействия сферических частиц (r=5*10-7 м) в водном растворе NaCl с концентрацией С = 0,52 моль/м3 при T=293K. Порог коагуляции этой дисперсной системы раствором NaCl равен Cкp= 15 моль/м3 . Электрокинетический потенциал частиц в сильно разбавленном растворе этого электролита, найденный по скорости электрофореза, &= 30 мВ. Оценить агрегативную устойчивость системы. Решение:

Дано: r = 5·10-7 м С = 0.52 моль/м3 Т = 293 К Скр = 15 моль/м3 ζ = 30 мВ

Решение:

Энергию взаимодействия двух сферических частиц можно выразить формулой: U = ½ ε·r·φ2 ln(1+ exp(-kH0). Эта формула применима, когда Н0 сравнима с 1/k и φ = 20 мВ = 20·10-3 В, тогда: U = ½ ε·r·φ 2 ln(1+ exp(-1)) Согласно табличным данным, диэлектрическая проницаемость водного раствора натрия хлорида при 293 К ε = 81, получаем: U = ½ 81·5·10-7 ·(20·10-3 ) 2 ln(1+ exp(-1)) = 2550 (Дж) = 2.55 (кДж) Значение дзета-потенциала равное 30 мВ (положительное или отрицательное) можно рассматривать как характерное значение, для условного разделения низко-заряженных поверхностей и высоко-заряженных поверхностей. Чем больше электрокинетический потенциал, тем устойчивее коллоид. В нашем случае устойчивость можно рассматривать, как плохую. Если дзетапотенциал имеет значение более 30 мВ, в таком случае устойчивость хорошая.

Найти: U = ?

Ответ: U= 2.55 кДж.