Раздел «Структурно - механические свойства дисперсных систем. Классификация дисперсных систем по структурно-механическим свойствам III. Раздел «Структурно - механические свойства дисперсных систем»

Мужские прически 27.11.2023

Мужские прически

Раздел «Структурно - механические свойства дисперсных систем»

1. Структурирование в коллоидных и полимерных системах. Гели и студни. Их свойства, механизм образования и практическое значение. Тиксотропия и синтерезис

Согласно А.И. Рабинерсону и Г.И. Фуксу, структуры, образующиеся в высокодисперсных системах, можно классифицировать по их плотности:

1. Пространственные - структуры характерны для дисперсных систем с анизодиаметрическими частицами;

2. Компактные - структуры часто возникают в системах с изодиаметрическими частицами.

При истинной коагуляции, когда частицы полностью теряют фактор устойчивости, они слипаются друг с другом, образуя компонентные агрегаты. Достигнув определенного размера, эти агрегаты образуют плотный коагулят. Если же происходит неполная астабилизация системы, то фактор устойчивости будет снят только с некоторых участков поверхности частиц, да ито не полностью, и в результате этого частицы, слипаясь по таким местам, образуют пространственную сетку, в петлях которой находится дисперсная среда. Происходит гелеобразование.

Гелеобразованием называют переход коллоидного раствора из свободнодисперсного состояния (золя) в связомодисперсионное состояние (гель).

На гелеобразование влияет ряд факторов:

· концентрация дисперсной среды;

· уменьшение размера частиц;

· температура;

· механическое воздействие.

Аналогичный переход раствора ВМС в студень называется застудневанием. Оно может происходить спонтанно, в результате изменения температуры при концентрировании раствора или при добавлении к нему не слишком большого количества электролита.

Студни обладают такими свойствами как вязкость, осмотическое давление, эластичность, текучесть, особенность рассеивать свет, тиксотропные свойства, синтерезис.

Тиксотропия - способность структур после их разрушения в результате какого-нибудь механического воздействия самопроизвольно восстанавливаться во времени.

Синтерезис - самопроизвольное уменьшение размеров геля с одновременным выделением из него дисперсной среды, содержащейся в петлях геля.

Студни и процесс застудневания имеют большое значение в медицине, биологии, техники, хлебопекарной промышленности. Образование клеевого слоя при склеивании, желатировании пироксилина, получение искусственного волокна, дубление кожи.

2. Коагуляционные и конденсационно-кристаллизационные структуры по П.А. Ребиндеру

Согласно Ребиндеру, структуры в коллоидных и микрогетерогенных системах можно разделить на:

· коагуляционные (тиксотропно-обратимые) - структуры, возникающие в результате понижения агрегативной устойчивости дисперсных систем, когда частицы полностью теряют фактор устойчивости, они слипаются друг с другом, образуя компактные агрегаты.

· конденсационно-кристаллизационные (необратимые - разрушаюшиеся структуры) - связи между частицами образованы за счет химических сил. Эти структуры возникают либо в результате образования прочных химических связей между частицами, либо вследствие сращивания кристалликов в процессе выкристаллизовывания новой фазы.

3 Нормальные ньютоновские жидкости, структурированные жидкости. Вязкость. Аномалия вязкости. Уравнение Ньютона, Пуазейля, Бингама. Реологические зависимости. Уравнения Эйнштейна для определения вязкости коллоидных систем

Жидкообразные тела классифицируют на:

1. ньютоновские жидкости - системы, вязкость которых не зависит от напряжения сдвига и является постоянной величиной в соответствии с законом Ньютона;

2. структурированные - течение которых не следует закону Ньютона, их вязкость зависит от напряжения сдвига;

2.1 стационарные - реологические свойства которых не изменяются со временем;

2.2 нестационарные - для которых эти характеристики зависят от времени.

Вязкость - способность жидкого вещества оказывать сопротивление движению. В жидкостях вязкость обусловлена внутренним давлением и с повышением температуры вязкость понижается. В газах вязкость обусловлена тепловым движением молекул, с повышением температуры вязкость возрастает.

Коэффициент вязкости представляет собой силу сопротивления, которая возникает между слоями текучего тела с поверхностями площадью и удаленными друг от друга на расстояние при перемещении их относительно друг друга со скоростью.

Динамическая вязкость

Свойства вещества, противоположные вязкости, называется текучестью, а величину противоположная коэффициенту вязкости коэффициент вязкости.

Кинематическая вязкость учитывает плотность вещества и связана с динамической вязкостью:

Жидкости способные течь, но не подчиняющиеся закону Ньютона, принято называть аномальными.

По определению вязкости, данному Ньютоном, сила внутреннего трения, равная по значению, но обратная по направлению приложенной извне силе, пропорциональная площади слоя, к которому приложена эта сила, и градиенту скорости движения между слоями:

Относя силу к площади, тогда уравнение будет выглядеть так:

где - напряжение сдвига, поддерживающее течение жидкости.

Ламинарное течение жидкости по трубкам описывается уравнением Пуазейля:

где - объемная скорость истечения;

Радиус и длина трубки;

Разность давлений на концах трубки;

Вязкость жидкости.

Бингам выразил пластическую вязкость уравнением:

где - угол, образуемый прямой с осью абцисс.

Однако для большинства структурированных коллоидных систем зависимость от выражается не прямой, а кривой.

Причина такого явления заключается в том, что при достижении предела текучести структура разрушается не сразу, а постепенно по мере увеличения градиента скорости жидкости.

Различают три критических напряжения сдвига:

1. - первый, или минимальный, предел текучести, соответствующий началу течения.

2. - предел текучести по Бингаму, отвечающий отрезку на оси абсцисс, отсекаемому продолжением прямолинейного участка кривой.

3. - максимальный предел текучести, соответствующий значению, при которой кривая переходит в прямую линию.

Первая аксиома реологии: при всестороннем равномерном сжатии материальные системы ведут себя одинаково - как идеальные упругие тела.

Вторая аксиома реологии: любая материальная система обладает всеми реологическими свойствами.

Эйнштейном была установлена связь между вязкостью дисперсной системы и объемной долей дисперсной фазы:

где - вязкость дисперсной среды.

Была установлено, что коэффициент при зависит от формы частиц, поэтому уравнению Эйнштейна можно придать более общий вид:

где - коэффициент, зависящий от формы частицы дисперсной фазы.

Для относительной и удельной вязкости дисперсной системы уравнение Эйнштейна переходит в следующие соотношения:

СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ

Наименование параметра	Значение
Тема статьи:	СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ
Рубрика (тематическая категория)	Химия

Образование структур в коллоидных и микрогетерогенных системах является следствием коагуляции этих систем и по мере увеличения концентрации дисперсной фазы проходит широкий “спектр” состояний – от истинно жидких (золи) через структу-рированные жидкости, гели, к твердообразным системам.

Коллоидные и микрогетерогенные системы с жидкой и твердой дисперсионной средой, как и все конденсированные системы, обладают определенными механическими свойствами – вязкостью, часто пластичностью, упругостью и прочностью. Эти свойства связаны со структурой систем, в связи с этим их называют структурно-механическими свойствами, или реологическими .

Коллоидные и микрогетерогенные дисперсные системы делятся на свободнодисперсные и связнодисперсные. В случае если дисперсионной средой является жидкость, то бывают и переходные системы, отдельные частицы которых связаны друг с другом в рыхлые агрегаты, но не образуют сплошной структуры – структурированные жидкости.

На тип системы большое влияние оказывает концентрация дисперсной фазы. Коллоидные системы, в которых частицы находятся на достаточно больших расстояниях друг от друга и практически не взаимодействуют, называются свободнодисперсными. При введении в такую систему стабилизатора, препятствующего сближению частиц и проявлению молекулярных сил между ними, можно значительно увеличить критическую концентрацию, при которой возникают связи между элементами структурной сетки. Необходимо отметить, что по своим свойствам такие коллоидные системы очень похожи на обычные жидкости, их вязкость мало отличается от вязкости дисперсионной среды и незначительно увеличивается с ростом содержания дисперсной фазы.

В связнодисперсных системах концентрация дисперсной фазы может достигать высоких значений. Частицы в такой системе связаны друг с другом межмолекулярными силами и вследствие этого не способны к взаимному перемещению, они образуют пространственную сетку или структуру. Связнодисперсные системы обладают в известной степени свойствами твердых тел – способностью сохранять форму, некоторой прочностью, упругостью, эластичностью. Но из-за малой прочности связи между отдельными элементами структуры они легко разрушаются и эти системы приобретают способность течь.

Структурированные жидкости представляют из себясистемы с малой концентрацией дисперсной фазы, но с явно выраженной тенденцией частиц к слипанию. Οʜᴎ обладают промежуточными свойствами, эти системы способны течь, но они не подчиняются при этом законам течения обычных неструктурированных жидкостей.

СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ - понятие и виды. Классификация и особенности категории "СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ" 2017, 2018.

К структурно-механическим свойствам относят вязкость, упругость, пластичность, прочность. Структурно-механические свойства исследует наука реология .

В разбавленных золях при больших расстояниях между коллоидными частицами взаимодействием между ними можно пренебречь. Такие системы называют свободнодисперсными (бесструктурными).

При увеличении концентрации дисперсной фазы между частицами возникают контакты, при этом за счет ванн-дер-ваальсовых сил образуются структуры. К структуированным коллоидным системам относятся обладающие малой прочностью гели, в которых частицы дисперсной фазы разделены прослойками среды. При определенных условиях гели могут превращаться в золи и, наоборот, при длительном хранении гидрофильные золи переходят в особое «студнеобразное» коллоидное состояние. В таком виде их называют гелями. Структура геля такова, что мицеллы не разрушаются, а просто связываются друг с другом, образуя своеобразные ячейки, внутри которых сохраняется среда, например, вода. Гель можно высушить, превратив его в твердый коллоид. Примером гидрофильного золя может служить золь желатина. При набухании твердого желатина в воде образуется гель. При нагревании геля («студня») образуется золь. Все процессы обратимы:

Золь D Гель D Твердый коллоид

Заключение

Коллоидные растворы имеют большое значение в нашей жизни и находят очень широкое применение в технике, медицине и сельском хозяйстве. В коллоидном состоянии находятся многие составные части живых организмов: кровь, лимфа, внутриклеточная жидкость. Почва, природные воды, лекарственные вещества, пищевые продукты, парфюмерные товары, средства борьбы с сельскохозяйственными вредителями и сорняками находятся в коллоидном состоянии. Исключительная важность этих систем для жизни человечества определяет необходимость их изучения.

Контрольные вопросы

1. Опишите растворы как гомогенные системы.

2. Дайте определения способам выражения состава растворов (массовая доля, молярная и молярная концентрация эквивалентов).

3. Охарактеризуйте свойства разбавленных молекулярных растворов (понижение давления пара растворителя, повышение температуры кипения, понижение температуры замерзания, осмотическое давление).

4. Охарактеризуйте растворы электролитов, их отличия от молекулярных растворов.

5. Приведите основные положения теории электролитической диссоциации С. Аррениуса и сольватной теории Д.И. Менделеева.

6. Дайте определение степени диссоциации электролитов. Как подразделяют электролиты по степени диссоциации? Приведите примеры ступенчатой диссоциации многоосновных кислот и многокислотных оснований.

7. Охарактеризуйте диссоциацию слабых электролитов как обратимый процесс. Приведите вывод уравнения закона разбавления Оствальда.

8. Объясните, почему константа диссоциации сильных электролитов изменяется с изменением концентрации.

9. Чем определяется направленность реакций в растворах электролитов? Приведите формулировку правила Бертолле.

10. Охарактеризуйте воду как слабый электролит константой диссоциации. Что такое водородный показатель? Как он характеризует кислотность раствора?

11. Дайте определение произведению растворимости (ПР), как показателю, характеризующему равновесие между осадком малорастворимого вещества и насыщенным раствором.

12. Что такое дисперсная система, дисперсная фаза и дисперсионная среда? Приведите классификацию дисперсных систем по агрегатному состоянию фаз. Приведите примеры дисперсных систем.

13. Дайте определение и приведите примеры лиофобных и лиофильных дисперсных систем.

14. На примере рассмотрения границы раздела фаз жидкость – газ объясните, что такое свободная поверхностная энергия и поверхностное натяжение.

15. Опишите поверхностные явления – адсорбцию и десорбцию. Дайте определения понятиям – адсорбент, адсорбат, адсорбтив.

16. Опишите строение коллоидной частицы на примере AgCl, полученной при избытке AgNO 3 .

17. Объясните механизм возникновения и строение двойного электрического слоя на поверхности коллоидных частиц.

18. Опишите методы получения коллоидных растворов.

19. Объясните что такое коагуляция и седиментация коллоидных растворов, как их вызвать и как предотвратить.

20. Опишите оптические и кинетические свойства коллоидных растворов.

Примеры выполнения заданий

Пример 1а. Определите массу кристаллогидрата CuSO 4 ×5H 2 O, необходимого для приготовления 50 г 10%-ного раствора сульфата меди. Какой объем воды необходим для приготовления этого раствора?

Найдем массу кристаллогидрата, содержащего 5 г безводной соли:

1 моль CuSO 4 ×5H 2 O содержит 1 моль CuSO 4 ,

v (CuSO 4 ×5H 2 O) = v (CuSO 4) = 0,031 моль.

M (CuSO 4 ×5H 2 O) = 160 + 5×18 = 250 г/моль,

m (CuSO 4 ×5H 2 O) = 250×0,031 = 7,8 г.

Найдем объем воды, необходимый для приготовления раствора:

m (H 2 O) = m р - ра – m в - ва,

m (H 2 O) = 50 – 7,8 = 42,2 г

, r(Н 2 О) = 1 г/мл,

Ответ: m (CuSO 4 5H 2 O) = 7,8 г;

V (H 2 O) = 42,2 мл.

Пример 1б. Приведите расчет для приготовления 200 мл 0,3 н. раствора сульфата никеля из имеющегося в лаборатории NiSO 4 ×7H 2 O и воды.

Найдем массу соли NiSO 4 ×7H 2 O. Так как 1 моль кристаллогидрата содержит 1 моль безводной соли, то при приготовлении растворов заданной нормальной или молярной концентрации, расчет ведут по молярной массе кристаллогидрата.

m в-ва = C н ×M ×f×V р-ра,

М = 59 + 32 + 64 + 18×7 = 281 г/моль, f = 1/2,

m в-ва = 0,3 × 281 × 0,5 × 0,2 = 8,43 г.

Растворы молярной и нормальной концентрации готовят в мерных колбах заданного объема, поэтому объем добавляемой воды не рассчитывают.

Ответ: m (NiSO 4 ×7H 2 O) = 8,43 г.

Пример 1в. Какой объем 15%-ного раствора карбоната натрия (r = 1,10 г/мл) необходим для приготовления 120 мл 0,45 М раствора?

Найдем, в какой массе 15%-ного раствора содержится 5,72 г карбоната натрия:

Ответ: V 15%р-ра = 34,67 мл.

Пример 1г. Какая масса соли необходима для приготовления 200 мл раствора с молярной концентрацией эквивалента 0,3.

Ответ: m (AlCl 3) = 26,7 г.

Пример 2 . Составьте выражения констант диссоциации для угольной и сернистой кислот. Пользуясь таблицей 7, определите, какая из них является более слабым электролитом. Рассчитайте степень диссоциации сернистой кислоты в 0,001 М растворе.

H 2 CO 3 D H + + HCO 3 –

HCO 3 – D H + + CO 3 2–

K общ = K 1 ×K 2 = 4,5×10 –7 ×4,7×10 –11 = 2,1×10 –17

H 2 SO 3 D H + + HSO 3 –

HSO 3 – D H + + SO 3 2–

K общ = K 1 ×K 2 = 1×10 –9

Из сравнения значений констант диссоциации угольной и сернистой кислот видно, что угольная кислота более слабая (K (H 2 CO 3) < K (H 2 SO 3)).

Пример 3 . Составьте выражения ПР гидроксидов магния и железа(II), пользуясь таблицей 6, сравните их растворимость.

В насыщенных водных растворах труднорастворимых веществ устанавливаются гетерогенные равновесия между осадком и ионами электролита в растворе:

Mg(OH) 2(к) D Mg 2+ + 2OH – ПР(Mg(OH) 2) = 2 = 2,3×10 –13

Fe(OH) 2(к) D Fe 2+ + 2OH – ПР(Fe(OH) 2)= 2 = 7,9×10 –16

ПР(Mg(OH) 2) > ПР(Fe(OH) 2) .

Растворимость гидроксида магния больше растворимости гидроксида железа (II).

Пример 4 . Произведение растворимости AgIO 3 равно 3,2×10 –8 при 25°C. Рассчитайте молярную концентрацию AgIO 3 в его насыщенном при данной температуре растворе.

Ответ: С М = 1,79×10 –4 моль/л.

Пример 5 . Рассчитайте концентрацию ОН – -ионов, а также рН и рОН раствора, укажите реакцию среды, если = 8,32×10 –4 моль/л.

рОН = –lg;

pOH = –lg1,2×10 –11 = –(lg1,2 + lg10 –11) = –(0,08 – 11) = 10,92

Проверка: рН + рОН = 14; 3,08 + 10,92 = 14

Ответ: = 1,2×10 –11 моль/л; рОН = 10,92; рН = 3,08; среда кислая.

Пример 6 . Какие из указанных солей подвергаются гидролизу: нитрат лития, сульфат хрома (III), ортофосфат натрия, сульфид хрома (III)? Приведите ионные и молекулярные уравнения гидролиза, укажите реакцию среды и условия смещения равновесия.

Гидролизу подвергаются те растворимые соли, которые образованы слабым основанием (гидролиз по катиону) или слабой кислотой (гидролиз по аниону), т.к. лишь взаимодействие их ионов приводит к образованию слабого электролита (связыванию ионов) и смещению ионного равновесия диссоциации воды.

Алгоритм составления уравнений обратимого гидролиза :

1. Составьте краткое ионное уравнение взаимодействия одного иона слабого электролита с одной молекулой воды. Укажите рН раствора соли (> или < 7), а также влияние подкисления или подщелачивания среды на смещение равновесия гидролиза (в соответствии с принципом Ле-Шателье).

2. Составьте полное ионное уравнение, приписав к левой и правой частям уравнения формулы ионов сильного электролита, не участвующих в гидролизе.

3. Составьте молекулярное уравнение гидролиза соли по первой ступени, при необходимости расставьте коэффициенты.

4. Если гидролиз идет по трехзарядному иону, составьте уравнения гидролиза по второй ступени, повторив действия 1-3 и приняв за исходную соль продукт первой ступени. Учтите, что число стадий гидролиза по многозарядному иону, реально протекающих при обычных условиях, как правило, на одну меньше, чем заряд иона, т.к. каждая последующая стадия привела бы к образованию более сильного электролита.

Решение.

LiNO 3 – соль образована сильным основанием (LiOH) и сильной кислотой (HNO 3), гидролизу не подвергается, т.к. ионы Li + и NO 3 – не образуют с водой слабых электролитов, рН = 7.

Cr 2 (SO 4) 3 – соль образована слабым основанием (Cr(OH) 3), и сильной кислотой (H 2 SO 4), гидролиз по катиону.

I ступень Cr 3+ + HOH D CrOH 2+ + H + pH < 7

Cr 3+ + SO 4 2- + HOH D 2+ + H + + SO 4 2–

Cr 2 (SO 4) 3 + 2HOH D 2SO 4 + H 2 SO 4

II ступень 2+ + HOH D + + H +

2+ + SO 4 2– + HOH D + + H + + SO 4 2–

2SO 4 + 2HOH D 2 SO 4 + H 2 SO 4

По третьей ступени гидролиз практически не идет, т.к. это привело бы к образованию более сильного электролита Cr(OH) 3 , чем Cr(OH) 2 + .

Усилить гидролиз можно связыванием протонов в воду, т.е. добавлением щелочи, а также нагреванием и разбавлением раствора. К смещению равновесия гидролиза влево приведет добавление кислоты.

Na 3 PO 4 – соль образована сильным основанием (NaOH) и кислотой средней силы (H 3 PO 4), гидроанионы которой являются слабыми электролитами (гидролиз по аниону).

I ступень PO 4 3– + HOH D HPO 4 2– + OH – pH > 7

PO 4 3– + Na + + HOH D HPO 4 2– + Na + + OH –

Na 3 PO 4 + HOH D Na 2 HPO 4 + NaOH

II ступень HPO 4 2– + HOH D H 2 PO 4 – + OH –

Na + + HPO 4 2– + HOH D H 2 PO 4 – + Na + + OH –

NaHPO 4 + HOH D NaH 2 PO 4 + NaOH

Усиление гидролиза возможно при добавлении кислоты, нагревании, разбавлении. Подщелачивание среды приведет к смещению равновесия влево.

По третьей ступени гидролиз при обычных условиях практически не идет, т.к. H 3 PO 4 более сильный электролит, чем H 2 PO 4 – .

Cr 2 S 3 – соль образована слабым многокислотным нерастворимым основанием Cr(OH) 3 и слабой многоосновной летучей кислотой – H 2 S. Такие соли подвергаются полному необратимому гидролизу. При этом сразу образуются конечные продукты гидролиза – осадок слабого основания и летучая кислота.

Cr 2 S 3 + 6H 2 O = 2Cr(OH) 3 ¯ + 3H 2 S pH » 7.

Пример7а. Определить давление пара раствора при 40°С, содержащего 3,6 г глюкозы в 250 г воды. Давление пара воды при той же температуре равно 55,32 мм рт. ст.

Ответ: р 1 = 55,24 мм рт. ст.

Пример 7б. Определить температуру замерзания раствора, содержащего 0,8132 г нафталина в 25,46 г бензола. Температура замерзания бензола 5,5°С, а криоскопическая постоянная его 5,12.

Пример7в. Определить массовую долю мочевины в водном растворе, если его температура кипения 100,174°С. Эбуллиоскопическая постоянная воды 0,512.

Задания для самостоятельного решения

Задание 1. Решите расчетную задачу.

1. Сколько г Na 2 CO 3 содержится в 500 мл 0,25 н раствора?

2. Какая масса KCl потребуется для приготовления 250 мл 0,15 М раствора?

3. Найдите массу NaNO 3 , необходимую для приготовления 150 мл 2 М раствора.

4. В каком объеме 0,1 н CuSO 4 содержится 8 г безводной соли?

5. В каком объеме 0,3 М раствора NaCl содержится 2 г соли?

6. Определите молярную концентрацию раствора, содержащего 11,2 г КОН в 200 мл раствора.

7. Сколько г Na 2 CO 3 содержится в 500 мл 0,25 н раствора?

8. Определите молярную концентрацию раствора Na 2 SO 4 , содержащего 42 г соли в 300 мл раствора.

9. Вычислите молярную концентрацию Ва(ОН) 2 в растворе, если в 2 л его содержится 2 г щелочи.

10. Сколько г NaBr потребуется для приготовления 700 мл 0,15 н раствора соли?

11. Какая масса KCl потребуется для приготовления 250 мл 1,15 М раствора соли?

12. Найдите массу NaOH, необходимую для приготовления 2 л 0,3 н раствора.

13. В каком объеме 2 М раствора NaCl содержится 5 г соли?

14. Какова концентрация раствора, содержащего 9 г CaCl 2 в 500 мл раствора?

15.В каком объеме 0,1 н раствора CuCl 2 содержится 5 г соли?

Задание 2 . Составьте уравнения диссоциации соединений, формулы которых приведены ниже. В тех случаях, где это необходимо, приведите уравнения ступенчатой диссоциации. Составьте выражения констант диссоциации предложенных кислот. Какая из двух является более слабой? Рассчитайте степень диссоциации одной из кислот в 0,01 М растворе.

Задание 3 . Составьте выражения ПР указанных веществ, сравните их растворимость. Рассчитайте концентрацию катионов и анионов в насыщенном растворе одного из этих веществ.

Вариант
Вещества	AgBr AgCl	Mg(OH) 2 MgS	CaSO 4 BaSO 4	AgI AgCl	FeS CuS	SrSO 4 BaSO 4	CdS CuS	AgBr AgI
Вариант
Вещества	CaCO 3 CaSO 4	HgS CuS	FeS Fe(OH) 2	CuI AgI	CuCl CuI	Cu(OH) 2 CuS	Zn(OH) 2 ZnS

Задание 4 . Рассчитайте концентрацию ионов ОН - , а также рН раствора, укажите реакцию среды, если концентрация ионов Н + составляет:

Варинт	, моль/л	Вариант	, моль/л	Вариант	, моль/л
	3,82×10 –12		9,12×10 –5		7,55×10 –7
	2,85×10 –2		6,38×10 –10		4,52×10 –4
	2,88×10 –6		8,85×10 –11		3,33×10 –3
	5,28×10 –13		8,32×10 –6		1,86×10 –11
	7,56×10 –1		6,25×10 –9		8,84×10 –12

Задание 5 . Приведите молекулярные и ионные уравнения тех реакций, которые возможны в растворе, объясните их направленность.

Вариант	Схемы реакций	Вариант	Схемы реакций
	Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4 ® Na 2 SO 4 + BaCl 2 ® Fe(OH) 3 + H 2 SO 4 ® Al(OH) 3 + NaOH ® Pb(NO 3) 2 + H 2 S ®		NaOH + CaCO 3 ® CaSO 4 + SrCl 2 ® 2 SO 4 + HCl ® Cu(NO 3) 2 + H 2 S ® CuCl 2 + AgNO 3 ®
	H 2 CO 3 + Ca(NO 3) 2 ® NaCl + LiNO 3 ® Cr(OH) 3 + KOH ® Na 2 CO 3 + HCl ® Ca(HCO 3) 2 + Ca(OH) 2 ®		KCl + H 2 SO 4 ® 2 SO 4 + HCl ® Pb(NO 3) 2 + Cu(OH) 2 ® Na 2 CO 3 + Ca(NO 3) 2 ® NH 4 NO 3 + NaOH ®
	CaCO 3 + LiCl ® K 2 S + HCl ® Mg(OH) 2 + Na 2 SO 4 ® 2 SO 4 + H 2 SO 4 ® Pb(OH) 2 + HNO 3 ®		Pb(OH) 2 + KOH ® H 2 S + FeCl 2 ® ZnSO 4 + Cu(OH) 2 ® NaH 2 PO 4 + NaOH ® CaCl 2 + Na 2 CO 3 ®
	Cu(NO 3) 2 + BaSO 4 ® Ba(OH) 2 + H 2 SO 4 ® CuSO 4 + KCl ® Be(OH) 2 + KOH ® Ba(HCO 3) 2 + NaOH ®		HNO 3 + K 2 SO 4 ® Al(OH) 3 + KOH ® KOH + Na 2 SO 4 ® CaCO 3 + H 2 O + CO 2 ® BaS + CuSO 4 ®
	Be(OH) 2 + KOH ® FeOHCl 2 + HCl ® Na 2 SO 4 + K 2 CO 3 ® NaNO 3 + Zn(OH) 2 ® CaCl 2 + H 2 SO 4 ®		Na 2 SiO 3 + HCl ® Cr(OH) 3 + HNO 3 ® CuCl 2 + KNO 3 ® CrOHSO 4 + H 2 SO 4 ® AgNO 3 + CuCl 2 ®
	Ba(NO 3) 2 + Na 2 SO 4 ® CuOHCl + NaOH ® KNO 3 + Na 2 CO 3 ® Al(OH) 3 + KCl ® Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 ®		CaS + HCl ® CoCl 2 + KOH ® Pb(NO 3) 2 + KCl ® Be(OH) 2 + Ba(OH) 2 ® NaNO 3 + H 2 SO 4 ®
	BaCl 2 + H 2 SO 4 ® Na 3 PO 4 + H 2 S ® NaOH + AlCl 3 ® PbOHNO 3 + HNO 3 ® Na 2 S + KCl ®		K 2 SO 4 + H 2 SO 3 ® BaS + CuSO 4 ® Al(OH) 3 + NaCl ® SrSO 4 + CaCl 2 ® Cr(OH) 3 + NaOH ®
	Be(OH) 2 + KOH ® AgNO 3 + CaCl 2 ® HNO 3 + CaS ® KBr + Zn(OH) 2 ® NaHSO 4 + NaOH ®

Задание 6 . Составьте молекулярные уравнения реакций, соответствующие следующим кратким ионным.

Вар.	Краткое ионное уравнение	Вар.	Краткое ионное уравнение
	H 2 PO 4 – + OH - = HPO 4 2– + H 2 O Pb 2+ + SO 4 2– = PbSO 4 ¯ + + 2H + = Cr 3+ + 2H 2 O		3Ag + + PO 4 3– = Ag 3 PO 4 ¯ HCO 3 – + OH - = CO 3 2– + H 2 O BaCO 3 + 2H + = Ba 2+ + CO 2 + H 2 O
	+ + 2H + = Fe 3+ + 2H 2 O H 2 S + 2Ag + = Ag 2 S¯ + 2H + CO 3 2– + 2H + = CO 2 + H 2 O		HAsO 4 2– + OH - = AsO 4 3– + H 2 O 2+ + H + = Al 3+ + H 2 O 2H + + S 2– = H 2 S
	HCO 3 – + H + = H 2 O + CO 2 Ni(OH) 2 + 2H + = Ni 2+ + 2H 2 O CO 3 2– + Ca 2+ = CaCO 3 ¯		FeOH 2+ + 2OH - = Fe(OH) 3 ¯ MgCO 3 + 2H + = Mg 2+ + CO 2 + H 2 O Cu 2+ + S 2 – = CuS¯
	SO 3 2– + 2H + = SO 2 + H 2 O + + H + = Cu 2+ + H 2 O 3Ca 2+ + 2PO 4 3 – = Ca 3 (PO 4) 2 ¯		H 2 S + Pb 2+ = PbS¯ + 2H + BaSO 3 + 2H + = Ba 2+ + SO 2 + H 2 O + + OH – = Fe(OH) 3 ¯
	H 2 PO 4 – + 2OH – = PO 4 3– + 2H 2 O Pb 2+ + 2I – = PbI 2 ¯ CaCO 3 + 2H + = Ca 2+ + CO 2 + H 2 O		Pb 2+ + 2Br – =PbBr 2 ¯ HS - + OH – = S 2– + H 2 O BaSeO 3 + 2H + = Ba 2+ + SeO 2 + H 2 O
	HSO 3 – + OH - = SO 3 2– + H 2 O Ag + + I – = AgI¯ Co(OH) 2 + 2H + = Co 2+ + 2H 2 O		+ + OH – = Fe(OH) 2 ¯ Sr 2+ + SO 4 2+ = SrSO 4 ¯ SO 3 2– + 2H + = H 2 O + SO 2
	3Ba 2+ + 2PO 4 3- = Ba 3 (PO 4) 2 ¯ HSe – + H + = H 2 Se Ag + + Br – = AgBr¯		+ + H + = Cu 2+ + H 2 O H 2 S + 2Ag + = Ag 2 S¯ + 2H + H 2 AsO 4 – + 2OH – = 2H 2 O + AsO 4 3–
	Hg 2+ + S 2– = HgS¯, + + 2H + = Al 3+ + 2H 2 O, H + + OH – = H 2 O

Задание 7 . Рассчитайте концентрацию ионов Н + и ОН - в растворе, рН которого равен:

Вариант
рН	4,3	10,8	2,6	12,5	8,3	11,6	1,8	6,7
Вариант
рН	9,4	3,8	9,3	2,3	13,2	5,6	1,1

Задание 8 . Какие, из указанных солей подвергаются гидролизу? Приведите молекулярные и ионные уравнения гидролиза, укажите реакцию среды и условия смещения равновесия гидролиза.

Вариант	Названия солей
	Фосфат калия, сульфат меди (II), хлорид рубидия, сульфид алюминия
	Ацетат аммония, нитрат хрома (III), карбонат лития, сульфат цезия
	Нитрат натрия, сульфид бария, хлорид железа (III), сульфид железа (III)
	Хлорид бария, сульфид натрия, сульфат меди (II), карбонат хрома (III)
	Сульфит калия, нитрат кобальта (II), нитрат калия, сульфид хрома (III)
	Иодид лития, сульфит натрия, нитрат алюминия, карбонат аммония
	Ацетат натрия, сульфат железа (II), карбонат алюминия, бромид калия
	Нитрат свинца (II), нитрит аммония, сульфат калия, карбонат натрия
	Хлорид цинка, нитрат бария, сульфид алюминия, ацетат меди (II)
	Нитрит кальция, нитрат никеля (II), карбонат железа (III), хлорид рубидия
	Бромид калия, сульфид натрия, хлорид меди (II), сульфид хрома (III)
	Нитрат меди (II), сульфид кальция, нитрат стронция, сульфид аммония
	Хлорид меди (II), фосфат цезия, сульфат калия, сульфид железа (II)
	Нитрат натрия, хлорид бериллия, фосфат калия, сульфит аммония
	Сульфат алюминия, нитрит бария, хлорид калия, сульфид алюминия

Задание 9 . Приведите молекулярные и краткие ионно-молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения, укажите условия их протекания:

Вар	Превращения	Вар	Превращения
	BaCO 3 ® Ba(HCO 3) 2 ® BaCO 3 Fe 2 O 3 ® Fe(OH) 3 Cu ® CuSO 4 Cu(NO 3) 2 ® CuOHNO 3 ® Cu(NO 3) 2 Na 2 SO 4 ® NaCl		ZnO ® Zn(OH) 2 Ca 3 (PO 4) 2 ® CaHPO 4 ® Ca 3 (PO 4) 2 FeCl 3 ® FeOHCl 2 ® FeCl 3 KNO 3 ® HNO 3 Fe ® FeCl 2
	Hg ® Hg(NO 3) 2 ZnSO 4 ® (ZnOH) 2 SO 4 ® ZnSO 4 Na 3 PO 4 ® NaCl K 2 SO 3 ® KHSO 3 ® K 2 SO 3 MgO ® Mg(OH) 2		KCl ® KNO 3 Cu ® CuCl 2 PbO ® Pb(OH) 2 MgCO 3 ® Mg(HCO 3) 2 ® MgCO 3 AlCl 3 ® Al(OH) 2 Cl ® AlCl 3
	Fe ® Fe(NO 3) 2 CuSO 4 ® CuCl 2 Al 2 O 3 ® Al(OH) 3 FeCl 2 ® FeOHCl ® FeCl 2 K 3 PO 4 ® KH 2 PO 4 ® K 3 PO 4		K 2 S ® KHS ® K 2 S CuO ® Cu(OH) 2 Cr 2 (SO 4) 3 ® CrOHSO 4 ® Cr 2 (SO 4) 3 KCl ® HCl Al ® Al 2 (SO 4) 3
	Cr(NO 3) 3 ® CrOH(NO 3) 2 ® Cr(NO 3) 3 SnO ® Sn(OH) 2 K 2 CO 3 ® KHCO 3 ® K 2 CO 3 K 3 PO 4 ® KNO 3 Cu ® Cu(NO 3) 2		Fe ® FeCl 3 Ba 3 (PO 4) 2 ® Ba(H 2 PO 4) 2 ® Ba 3 (PO 4) 2 FeO ® Fe(OH) 2 AlCl 3 ® AlOHCl 2 ® AlCl 3 K 2 SO 4 ® KCl
	MnO ® Mn(OH) 2 Al 2 (SO 4) 3 ® 2 SO 4 ® Al 2 (SO 4) 3 BaCl 2 ® Ba(NO 3) 2 CaCO 3 ® Ca(HCO 3) 2 ® CaCO 3 Mg ® Mg(NO 3) 2		ZnCl 2 ® ZnOHCl ® ZnCl 2 Na 2 SO 3 ® NaHSO 3 ® Na 2 SO 3 Cr 2 O 3 ® Cr(OH) 3 CuSO 4 ® Cu(NO 3) 2 Fe ® FeSO 4
	Na 3 PO 4 ® NaH 2 PO 4 ® Na 3 PO 4 NiO ® Ni(OH) 2 Al(NO 3) 3 ® Al(OH) 2 NO 3 ® Al(NO 3) 3 Ag ® AgNO 3 NaNO 3 ® Na 2 SO 4		CoO ® Co(OH) 2 Al 2 (SO 4) 3 ® 2 SO 4 ® Al 2 (SO 4) 3 KCl ® K 2 SO 4 Al ® AlCl 3 Na 2 CO 3 ® NaHCO 3 ® Na 2 CO 3
	CrCl 3 ® Cr(OH) 2 Cl ® CrCl 3 BeO ® Be(OH) 2 Na 2 SO 4 ® NaNO 3 Zn ® Zn(NO 3) 2 Mg 3 (PO 4) 2 ® Mg(H 2 PO 4) 2 ® Mg 3 (PO 4) 2		Na 2 S ® NaHS ® Na 2 S Fe 2 O 3 ® Fe(OH) 3 Pb(NO 3) 2 ® PbOHNO 3 ® Pb(NO 3) 2 KNO 3 ® K 2 SO 4 Al ® Al 2 (SO 4) 3
	PbO ® Pb(OH) 2 , K 3 PO 4 ® KCl, Pb ® Pb(NO 3) 2 CaSO 3 ® Ca(HSO 3) 2 ® CaSO 3 , Fe 2 (SO 4) 3 ® FeOHSO 4 ® Fe 2 (SO 4) 3

Задание 10. Решите расчетную задачу.

1. Раствор 7,252 г глюкозы в 200 г воды замерзает при –0,378°С. Криоскопическая постоянная воды равна 1,86. Определите молекулярную массу глюкозы.

2. Давление пара воды при 80°С равно 355,1 мм рт.ст. Рассчитайте давление пара над раствором, содержащим 6 г мочевины СО(NH 2) 2 в 180 г воды.

3. При какой температуре замерзнет раствор 0,022 моль глюкозы в 100 г воды? Криоскопическая постоянная воды равна 1,86.

4. Определите относительное понижение давления пара над раствором, содержащим 4,14 г салициловой кислоты С 7 Н 6 О 3 в 100 г этилового спирта.

5. Определите температуру замерзания раствора 0,625 граммов мочевины CO(NH 2) 2 в 50 г воды. Криоскопическая постоянная воды 1,86.

6. Давление пара бензола (С 6 Н 6) при 20°С равно 75,18 мм рт.ст. Вычислите, давление пара над раствором, содержащим 0,514 г дифениламина (C 6 H 5) 2 NH в 50 г бензола при этой температуре.

7. Определите температуру замерзания раствора, содержащего 1,205·10 23 молекул неэлектролита в 1 л воды. Криоскопическая постоянная воды 1,86.

8. Какова массовая доля фруктозы С 6 Н 12 О 6 в водном растворе, который замерзает при –0,524°С? Криоскопическая постоянная воды 1,86.

9. Давление пара воды при 50°С равно 92, 5 мм рт.ст. Сколько моль глюкозы надо растворить в 270 г воды, чтобы давление пара над раствором понизилось на 0,5 мм рт.ст.?

10. Вычислите давление пара воды над 5%-ным водным раствора глицерина C 3 H 8 O 3 при 25°С. Давление пара воды при этой температуре равно 23,76 мм. рт. ст.

11. Определите температуру замерзания раствора 0,8 граммов мочевины CO(NH 2) 2 в 80 г воды. Криоскопическая постоянная воды 1,86.

12. Вычислите температуру кипения водного однопроцентного раствора глицерина С 3 Н 8 О 3 . Эбуллиоскопическая постоянная воды 0,512.

13. Вычислите молекулярную массу бензальдегида, если раствор 1,612°г его в 100 г эфира С 4 Н 10 О кипит при 34,806°С. Температура кипения эфира 34,5°С, а эбуллиоскопическая постоянная его равна 2.

14. Давление пара раствора, содержащего 0,425 г анилина в 100 г эфира (С 4 Н 10 О) при 20°С равно 440,9 мм рт.ст. Давление пара над чистым эфиром при той же температуре – 442,4 мм рт. ст. Определите молекулярную массу анилина.

15. Давление пара бензола (С 6 Н 6) при 20°С равно 75,18 мм рт.ст. Вычислите, давление пара над раствором, содержащим 0,4 г анилина С 6 Н 7 N в 50 г бензола при этой температуре.

Тестовые задания для самоконтроля

1 . Количество молей вещества в единице объема раствора –

1) молярная концентрация;

2) нормальная концентрация;

3) массовая доля.

2 . Отношение массы растворенного вещества к массе раствора –

1) массовая доля;

2) нормальная концентрация;

3) молярная концентрация.

3 . Растворимость газа пропорциональна его парциальному давлению над раствором –

1) Закон Генри;

2) Закон Рауля;

3) Закон Вант-Гоффа.

4 . К сильным электролитам относится?

5 . В растворе не возможна реакция:

1) Be(OH) 2 + 2KOH = K 2 ;

2) KOH + HNO 3 = KNO 3 + H 2 O;

3) KOH + NaNO 3 = KNO 3 + NaOH.

6 . Отрицательный логарифм концентрации ионов водорода в растворе:

1) K нестойкости;

1) С. Аррениус;

2) Д.И. Менделеев;

3) Н.К. Курнаков.

8 . Электролиты, при диссоциации которых в качестве анионов образуются только ОН – - ионы, – это:

1) кислоты;

2) основания;

9 . Ступенчатой диссоциации в растворе подвергаются молекулы…

8. Уравнение K д = α 2 с является выражением закона:

2) Вант-Гоффа;

3) Оствальда.

11 . Дисперсной системой является:

1) раствор сахара;

2) минеральная вода;

3) молоко.

12 . Согласно теории строения коллоидных растворов, мицелла является _______ частицей:

1) электронейтральной;

2) отрицательно заряженной;

3) положительно заряженной.

13 . Движение частиц дисперсной фазы к одному из электродов называется:

1) электрофорезом;

2) электроосмосом;

3) коагуляцией.

14 . Процесс укрупнения частиц, приводящий к потере устойчивости золя, называется:

1) седиментацией;

2) коагуляцией;

3) электрофорезом.

15 . Рассеяние света частицами дисперсной фазы коллоидного раствора, являющееся следствием коллоидной степени дисперсности этих частиц, открыл:

2) Тиндаль;

Ответы к тестовым заданиям

№ вопроса

№ ответа

Лабораторная работа № 6
Часть I. Сильные и слабые электролиты

Цели работы: изучить электрическую проводимость растворов электролитов и влияние на нее различных факторов.

Реактивы : 1 н. растворы соляной кислоты, уксусной кислоты, гидроксида натрия и гидроксида аммония.

Оборудование: источник питания посто

В свободнодисперсных системах частицы дисперсной фазы нс связаны между собой и могут свободно перемещаться независимо друг от друга. В связнодисперсных системах частицы между собой связаны и образуют структурную сетку с фиксированным взаимным расположением составных частей тела (атомов и молекул) в пространстве. Они не могут перемещаться свободно и совершают только колебательные движения около положения равновесия. Структурные сетки образуются под действием сил Ван- дер-Ваальса и ближнедействующих химических сил в концентрированных суспензиях, эмульсиях, ластах. Структура разбавленных агрегативно устойчивых дисперсных систем по ряду свойств очень похожа на структуру истинных растворов, отличие заключается только в размерах частиц. Увеличение концентрации дисперсной фазы приводит к взаимодействию ее частиц, подобно ассоциации молекул и ионов в истинных растворах. Это взаимодействие сопровождается изменением свойств дисперсных систем, которое происходит постепенно до тех пор, пока в системе не произойдет коагуляция.

В коллоидной химии понятие структуры принято связывать именно с коагуляцией. В процессе коагуляции происходит образование пространственной структурной сетки из частиц дисперсной фазы, что резко увеличивает прочность системы. Структурообразование в свободно-дисперсных системах непосредственно связано с потерей их агрегативной устойчивости. По мере увеличения прочности свободнодисперсная переходит в связнодисперсную систему.

В связнодисперсных системах появление и характер образующихся структур определяют по механическим свойствам системы: вязкости, упругости, прочности и пластичности. Эти свойства называются структурномеханическими или реологическими, так как их исследуют методами реологии - науки о деформациях и течении материальных систем.

Дисперсная система приобретает комплекс структурно- механических (реологических) свойств, характеризующих се способность сопротивляться деформации и делению на части, в результате радикального изменения в ходе структурирования.

Основное из реологических свойств - механическая прочность. Это свойство характерно для всех твердых тел и материалов, оно определяет их роль в природе и технике. Закономерности структурообразования в дисперсных системах, механические свойства структурированных систем и получаемых на их основе разнообразных материалов с особым вниманием к роли физико-химических явлений на границе раздела фаз изучает реология - отдельный раздел коллоидной химии. Иначе этот раздел назы-

вается физико-химической механикой. Реология изучает механические свойства систем по проявлению деформации под действием внешних напряжений.

Известно, что деформация - это относительное смещение точек системы, при котором не нарушается ее сплошность. Деформация делится на упругую (обратимую, когда тело полностью восстанавливается после снятия нагрузки) и остаточную (необратимую). Упругая деформация, в свою очередь, подразделяется на объемную (растяжение-сжатие), сдвиговую и деформацию кручения. Остаточная деформация, при которой не происходит разрушения тела, называется пластической.

Важными при рассмотрении структурно-механических свойств являются два вида деформаций - растяжение-сжатие и сдвиг. Количественно оба вида деформации характеризуются относительными величинами:

Относительным удлинением (здесь / Q - первоначальная

длина образца; / - его длина после приложенной нагрузки; Д/ - удлинение образца);

Относительный сдвиг или (здесь у - смещение верхнего

слоя, х - высота, на протяжении которой происходит смещение).

Эти понятия включены в законы реологии, сформулированные в виде двух аксиом. По первой аксиоме реологии при всестороннем равномерном (изотропном) сжатии все материальные системы ведут себя одинаково - как идеальные упругие тела, действует только упругая деформация. Изотропное сжатие не позволяет выявить качественные различия в структуре тел.

Вторая аксиома реологии - это утверждение, что любая материальная система обладает всеми реологическими свойствами. Эти свойства проявляются при сдвиговой деформации. Характер и величина деформации зависят от свойств материала, формы тела и способа приложения внешних сил.

Величина 8 в реологии называется упругой деформацией, величина у - сдвиговой деформацией или просто деформацией (рис. 8.1).

, вызывающая деформацию тела, определяется отношением внешней силы F к единице поверхности тела s , на которую она действует: P = F!s. Единицей измерения напряжения является Паскаль (Па): [Р] = Па. Один Паскаль равен давлению, вызываемому силой 1 Н, равномерно распределенной по нормальной к ней поверхности площадью 1 м 2: 1 Па = 1 Н/м".

Жидкости и газы деформируются при наложении минимальных нагрузок, под действием разности давлений они текут. Течение является одним из видов деформации, при котором величина деформации непрерывно увеличивается под действием постоянного давления (нагрузки). В отличие от газов жидкости при течении не сжимаются и их плотность остается практически постоянной.

Рис. 8.1. Схема деформации при растяжении (и) и сдвиге (б)

В реологии механические свойства представляются в виде моделей, в основе которых лежат законы, связывающие напряжение с деформацией (рис. 8.2). Трем участкам кривой соответствуют три элементарные модели идеализированных материалов, отвечающих основным реологическим характеристикам (упругость, вязкость, пластичность): идеально упругое тело Гука, идеально вязкое тело Ньютона, идеально пластичное тело Сен- Венана - Кулона.

Рис. 8.2.

Рис. 8.3.

На участке I зависимость имеет прямо пропорциональный характер и описывается законом Гука для тел с упругой деформацией. Идеально упругое тело Гука представляют в виде спиральной пружины (рис. 8.3).

В соответствии с законом Гука деформация у в упругом теле пропорциональна напряжению сдвига Р :

где Е - модуль упругости (модуль Юнга), который является характеристикой материала и его структуры. Для молекулярных кристаллов модуль упругости составляет ~ 10 9 Па, для ковалентных кристаллов и металлов ~10" Па и более. После снятия нагрузки идеально упругое тело Гука мгновенно принимает первоначальную форму (Р = 0; / = 0) . Энергия, затраченная на деформацию идеально упругого тела, возвращается после прекращения действия напряжения, поэтому тело Гука принадлежит к консервативным структурам.

На участке II по рис. 8.2 при значении напряжения, превышающего некоторую величину Р^, называемую пределом упругости, то есть Р > Р к

может произойти разрушение тела или появиться остаточная деформация (Р = 0; у Ф 0). Это область идеально вязкого тела Ньютона, которое представляется в виде поршня с отверстиями, помещенного в цилиндр с жидкостью (рис. 8.4).

При течении идеально вязкой жидкости происходит сдвиг одного слоя жидкости относительно другого при их плоскопараллельном движении. Это течение описывает закон Ньютона, по которому при ламинарном движении жидкости напряжение сдвига Р пропорционально градиенту скорости жидкости или скорости деформации:

где и - скорость течения жидкости; л; - координата; -

градиент скорости, связанный со скоростью ; dr - время,

за которое происходит изменение при деформации dy , сопровождающей плоскопараллельное движение двух слоев жидкости: ; /

Скорость деформации

Рис. 8.5.

Рис. 8.4.

Из приведенных соотношений следует связь между скоростью потока и скоростью деформации:

В уравнениях (8.1) коэффициент пропорциональности /; называется коэффициентом внутренного трения, но чаще - ньютоновской вязкостью, динамической вязкостью или просто вязкостью. Это важнейшее свойство, характеризующее структуру любой дисперсной системы. Вязкость является реологической константой и определяет способность жидкости сопротивляться течению.

Величина, обратная вязкости I/77, называется текучестью.

Динамическая вязкость в системе СИ имеет размерность Н-с/м 2 . Эта размерность называется паскаль - секунда (Пас): = Па с. Пас- кальсскунда равна вязкости среды, касательное напряжение в которой при ламинарном течении и при разности скоростей слоев, находящихся на расстоянии 1 м но нормали к направлению скорости, равной 1 м/с, равно 1 Па:

. Например, вязкость воды при 20,5 °С равна 1,005 мПас.

В литературе встречается еще одна единица измерения вязкости - пуаз (П): 1 П=0,1 Па-с. Вязкость газов примерно в 50 раз меньше, у высоковязких жидкостей значения вязкости могут достигать в тысячу и миллионы раз большее значение, у твердых тел вязкость более чем 10 15 - Ю 20 Па с.

Жидкости, течение которых описывают указанные выше уравнения, называются ньютоновскими. Величина деформации ньютоновской жидкости зависит от времени действия напряжения. Так как или ,

то , то есть при постоянном напряжении Р деформация пропорциональна времени действия этого напряжения.

Ньютоновские жидкости способны течь (деформироваться) под действием очень малых внешних нагрузок до тех пор, пока они действуют. Энергия, затраченная на деформацию идеально вязкого тела (ньютоновской жидкости), превращается в теплоту, поэтому тело Ныотоиа принадлежит к диссипативным структурам.

Идеально пластичное тело Сен-Венана - Кулона представляется расположенным на плоскости твердым телом, при движении которого гре- ние постоянно и не зависит от нормальной, то есть перпендикулярной поверхности силы (рис. 8.5). В основе этой модели лежит закон внешнего трения, в соответствии с которым деформация отсутствует, если напряжение сдвига меньше некоторой величины Pj , называемой пределом текучести, то есть при Р деформация отсутствует: у = 0 и у = 0. На рис. 8.2

это III участок, показывающий возможность перехода упругой деформации в пластическую.

Если напряжение достигнет предела текучести, то развиваемая деформация идеально пластического тела нс имеет предела, течение происходит с любой скоростью, то есть при Р = P.j. деформация положительна:

у > 0 и у > 0.

Предел текучести Р^ отражает прочность структуры тела. При условии Р= Р т структура идеального пластического тела разрушается, после

чего сопротивление напряжению полностью отсутствует. Энергия, затраченная на деформацию идеально пластичного тела Сен-Венана - Кулона, превращается в теплоту, поэтому оно принадлежит к диссипативным структурам.

Транскрипт

1 ядерный университет «МИФИ» Утверждаю зав. кафедрой ХиТМСЭ д р. техн. наук, профессор Гузеев В.В г. А.В. Конькова СТРУКТУРНО МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ Руководство к лабораторной работе Северск 2010

2 УДК ББК К Конькова А. В. Структурно механические свойства дисперсных систем: руководство к лабораторной работе. / А.В. Конькова Северск: Изд во СТИ НИЯУ МИФИ, с. Руководство содержит план коллоквиума, теоретическую часть, экспериментальную часть и список рекомендуемой литературы. Предназначено для студентов специальности СТИ НИЯУ МИФИ при выполнении лабораторных работ по курсу «Поверхностные явления и дисперсные системы». Руководство одобрено на заседании кафедры ХиТМСЭ (протокол 25 от 22 июня 2009 г.). Печатается в соответствии с планом выпуска учебно методической литературы на 2010 г., утверждённым Ученым советом СТИ НИЯУ МИФИ. Рег. 65/09 от «15» Рецензент О.А. Ожерельев доцент кафедры ХиТМСЭ СТИ НИЯУ МИФИ, канд. техн. наук Редактор Р.В. Фирсова Подписано к печати Формат 60х84/32 Гарнитура Times New Roman. Бумага писчая 2 Плоская печать. Усл. печ. л. 0,35 Уч. изд. л. 0,63 Тираж 50 экз. Заказ 2 Отпечатано в ИПО СТИ НИЯУ МИФИ, г. Северск Томской обл., пр. Коммунистический, 65

3 Содержание 1 План коллоквиума Теоретическая часть Экспериментальная часть Рекомендуемая литература

4 4 1 План коллоквиума 1.1 Структурированные системы, причины и условия иx образования. 1.2 Явления тиксотропии, синерезиса и набухания. 1.3 Вязкость истинных и коллоидных растворов. Закон вязкости Ньютона. Размерность вязкости. 1.4 Уравнение Пуазейля, условия его применимости. 1.5 Ньютоновы и неньютоновы жидкости. Структурная или аномальная вязкость, причины ее возникновения. 1.6 Зависимость вязкости от концентрации раствора. 1.7 Капиллярный метод определения вязкости. 2 Теоретическая часть Коллоидные и микрогетерогенные системы с жидкой и твердой дисперсионной средой обладают определенными механическими свойствами вязкостью, пластичностью. Эти свойства связаны со структурой этих систем, поэтому их называют структурно механическими свойствами. По взаимодействию между частицами дисперсные системы разделяются на свободнодисперсные и связнодисперсные. К свободнодисперсным системам относятся бесструктурные системы, в которых частицы дисперсной фазы не связаны друг с другом в одну сплошную сетку и способны независимо перемещаться в дисперсионной среде под влиянием броуновского движения или силы тяжести. Такие системы не оказывают сопротивления усилию сдвига, обладают текучестью и всеми остальными свойствами, характерными для обычных жидкостей (золи свободнодисперсные системы). В связнодисперсных системах частицы связаны друг с другом межмолекулярными силами, образуя в дисперсионной среде своеобразные пространственные сетки или каркасы (структуры). Частицы, образующие структуру, не способны к свободному перемещению и могут совершать лишь колебательные движения. К таким системам относятся гели (студни), концентрированные суспензии (пасты) и концентрированные эмульсии и пены, а также порошки. Гелями и студнями называют твердообразные нетекучие структурированные системы, образовавшиеся в результате действия молекулярных сил сцепления между коллоидными частицами или макромолекулами полимеров. Ячейки пространственных сеток гелей и студней заполнены растворителем. В зависимости от природы веществ получаются либо хрупкие гели структурированные двухфазные системы, либо эластичные гели, т.е. студни структурированные однофазные системы. Хрупкие гели получаются из жестких коллоидных частиц в результате коагуляции золей. Эластичные гели, называемые студнями, образуются благодаря сцеплению макромолекул органических полимеров (каучука, желатина и др.).

5 Связнодисперсные системы в определенной степени обладают свойствами твердых тел способностью сохранять форму, некоторой прочностью, упругостью, эластичностью. Однако из за непрочных связей сетки структуры сравнительно легко разрушаются и эти системы приобретают способность течь. Промежуточное положение между свободнодисперсными и связнодисперсными системами занимают переходные системы (структурированные жидкости). Частицы этих систем связаны друг с другом в рыхлые агрегаты, но не образуют сплошной структуры. Такие агрегаты можно рассматривать как обрывки пространственной сетки, которая по тем или иным причинам не получилась сплошной. Структурированные жидкости обладают структурно механическими свойствами, промежуточными между свойствами свободно и связнодисперсных систем. Эти системы способны течь, но они не подчиняются при этом законам течения обычных жидкостей. Примерами структурированной жидкости могут служить разбавленные суспензии глин, плазма крови. Структуры, образующиеся в высокодисперсных системах, делят на коагуляционные и конденсационно кристаллизационные. Первые образуются путем сцепления частиц межмолекулярными силами в звенья, цепочки, пространственные сетки, в петлях которых находится дисперсионная среда. Прослойки дисперсионной среды между частицами в местах их сцепления могут иметь разную толщину или совсем отсутствовать. При отсутствии прослоек образуются наиболее прочные, но и наиболее хрупкие коагуляционные структуры. Наличие тонкой жидкостной прослойки между частицами обусловливает меньшую прочность структуры, но зато придает ей пластичность. Чем толще прослойка среды, тем меньше прочность структуры и тем жидкообразней система. Если коагуляционные структуры образуются под действием межмолекулярных сил, то конденсационно кристаллизационные структуры образуются за счет химических сил. Эти структуры возникают либо в результате образования прочных химических связей между частицами (конденсационные структуры), либо вследствие сращивания кристалликов в процессе кристаллизации новой фазы (кристаллизационные структуры). Структуры с такими прочными связями проявляют упруго хрупкие свойства. Кристаллизационное структурообразование имеет большое значение для твердения минеральных вяжущих средств в строительных материалах на основе цементов, гипса и др. Коагуляционные структуры (гели) способны постепенно упрочняться во времени; они сжимаются, выделяя часть жидкости, заключенной в сетке или каркасе. Это явление называется синерезисом. Причина синерезиса заключается в том, что в результате теплового движения происходит перегруппировка частиц в пространстве. При этом увеличивается число и прочность контактов между частицами, что неизбежно ведет к сжатию геля и вы- 5

6 теснению из него дисперсионной среды. Синерезису способствуют все факторы, вызывающие коагуляцию (добавление электролита, изменение температуры и др.). Системы с коагуляционной структурой, из которых высушиванием удалена жидкость, способны поглощать эту жидкость вновь. При соприкосновении с жидкостью элементы структуры сухого геля раздвигаются и образовавшиеся промежутки снова заполняются дисперсионной средой. Это явление называется набуханием. Набухание приводит к резкому снижению прочности структуры и к возрастанию пластических и эластических свойств данного тела. Многие гели и студни под влиянием механических воздействий при перемешивании, встряхивании и т. д., способны разжижаться и переходить в золи и растворы полимеров, а затем, при хранении в покое, вновь застудневать. Способность структур самопроизвольно восстанавливаться во времени после их разрушения в результате механического воздействия называется тиксотропией. Тиксотропию можно рассматривать как обратимый изотермический процесс гель золь; студень раствор. Явление тиксотропии объясняется тем, что нарушенные связи со временем восстанавливаются в результате случайных удачных соударений частиц, находящихся в броуновском движений. Коагуляционные структуры тиксотропны, т.е. способны обратимо восстанавливаться после механического разрушения; структуры же конденсационно кристаллизационные при механическом воздействии разрушаются необратимо. Многие структурированные системы, характеризующиеся малой прочностью, обладают вязкостью, близкой к вязкости чистых жидкостей. Вязкость жидкостей, называемая иногда внутренним трением, представляет собой сопротивляемость жидкости ее движению под действием внешних сил. Внутреннее трение в жидкостях обусловлено силами сцепления между молекулами. Ярче всего внутреннее трение проявляется в жидкости, текущей под действием внешней силы по трубке. 6

7 Постулат Ньютона: сила F, дин, вязкого сопротивления жидкости, равная по величине и обратная по направлению внешней силе, равна: dυ F = η S, (1) dx где η (эта) коэффициент вязкости или вязкость жидкости, П; S площадь контакта движущихся слоев жидкости, см 2 ; dυ градиент скорости. dx Когда по трубке течет жидкость, ее масса разделяется на параллельные слои. Слой жидкости, прилигающий к стенкам, прилипает к ним и остается неподвижным, следующие же слои перемещаются с тем большей скоростью, чем ближе они к оси трубки. Каждый слой, таким образом, движется со своей скоростью υ, причем скорость слоев уменьшается от оси трубки к её краям. Если обозначить разность скоростей между двумя соседними слоями через υ, а расстояние между слоями через x, то υ/ x (или при очень малой разности скоростей и тонких слоях жидкости dυ/dx) будет называться градиентом скорости. [ η ] = [ F] [ x] [ S υ]. Единицу вязкости в честь французского ученого Пуазейля называют пуазом (П). 1 пуаз соответствует вязкости жидкости при которой сила в 1 дину, действующая на площадь в 1 см 2 в направлении движения жидкости, вызывает течение с градиентом скорости, равным единице. Вязкость в 1 пуаз очень большая величина, поэтому чаще пользуются величиной в 100 раз меньшей сантипуазом. Величина 1/η обратная вязкости, называется текучестью. Она характеризует подвижность жидкости под влиянием внешних воздействий. Постулат Ньютона справедлив, и вязкость является константой вещества лишь в том случае, когда жидкость течет послойно. Такой поток называется ламинарным. Но ламинарный поток с повышением скорости может перейти в турбулентный слои начнут перемешиваться и образуют завихрения. В этих условиях постулат Ньютона уже не применим. 7

8 Ламинарное течение по трубкам описывается также вторым законом вязкого течения уравнением Пуазейля: 4 π r P τ V =, (2) 8η l где V объем жидкости, протекающей через трубку за время τ; r и l радиус и длина трубки; P разность давлений на rонцах трубки; η вязкость жидкости. Уравнение Пуазейля используется в капиллярном методе определения вязкости. Метод основан на измерении времени вытекания определенного объема жидкости V через капилляр, радиус и длина которого постоянны. В обычном капиллярном вискозиметре постоянен и объем V. Поэтому вязкость пропорциональна произведению Рτ, где τ время, за которое жидкость объемом V протекла через капилляр. Постулат Ньютона и уравнение Пуазейля применимы лишь для чистых жидкостей, растворов низкомолекулярных веществ и некоторых коллоидов. В условиях капиллярного потока вязкость сохраняет постоянное значение, т.е. не зависит от внешней силы или давления, под действием которого происходит течение, как показано на рисунке 1. Однако при некотором давлении скорость течения приобретает величину, превышающую критическое значение, и поток становится турбулентным. В этих условиях вязкость уже не является константой вещества и начинает увеличиваться с ростом давления, так как в условиях турбулентности законы вязкого течения (Ньютона и Пуазейля) неприменимы. Такой характер зависимости изображен кривой 1 (см. рисунок 1). 1 истинная жидкость; 2 аномальная жидкость Рисунок 1 Зависимость вязкости от давления 8

9 Чистые жидкости, растворы низкомолекулярных веществ и коллоиды, для которых применимы законы Ньютона и Пуазейля, называются ньютоновыми (истинными) жидкостями. Растворы высокомолекулярных веществ и коллоиды с анизодиаметрическими частицами (несферическими, палочкообразными, игольчатыми или листочкоподобными), а также структурированные коллоидные системы не подчиняются основным законам вязкости, обнаруживая так называемую аномальную вязкость. Прежде всего, вязкость таких систем (даже весьма разбавленных) всегда очень велика и зависит от давления (см. рисунок 1, кривая 2). В области ламинарного потока вязкость аномальных (неньютоновых) жидкостей сначала падает с ростом давления, затем, достигнув некоторого значения, остается постоянной и, наконец, в области турбулентного потока снова увеличивается. Для разбавленных систем это связано с формой частиц. Палочкообразные частицы по мере увеличения давления ориентируются длинной осью по направлению потока, оказывают меньшее сопротивление; вязкость раствора уменьшается. Аналогичная зависимость наблюдается у систем с деформирующимися частицами (например, у эмульсий). Капельки дисперсной фазы при увеличении давления и скорости течения удлиняются, превращаясь из шариков в эллипсоиды, что, конечно, увеличивает текучесть и понижает вязкость. То же самое происходит и при течении растворов высокомолекулярных веществ с гибкими, свернутыми в клубок макромолекулами. Здесь падение вязкости обусловлено распрямлением молекул и их ориентацией в направлении потока. В концентрированных системах растворы сильно загущаются из за образования структур (сеток, каркасов). При течении под давлением такие структуры разрушаются тем сильнее, чем выше давление. Высвобождающийся растворитель разжижает раствор, вязкость уменьшается. После полного разрушения структуры раствор течет, подчиняясь законам Ньютона и Пуазейля. Аномальную вязкость растворов в таких случаях называют структурной. Вязкость растворов и коллоидных систем зависит от концентрации растворенного или диспергированного вещества, так как молекулы растворенного вещества или частицы дисперсной фазы оказывают дополнительное сопротивление течению. С ростом концентрации вязкость линейно растет, если частицы дисперсной фазы удалены друг от друга на достаточно большие расстояния, исключающие межмолекулярное взаимодействие, и представляют собой жесткие недеформируемые шарики. Для растворов высокомолекулярных соединений такая зависимость не наблюдается, так как макромолекулы имеют не шарообразную форму, и даже в разбавленных растворах взаимодействуют, образуя агрегаты, захватывающие жидкость. 9

10 3 Экспериментальная часть Цель работы: изучение зависимости вязкости растворов глюкозы от концентрации. Заранее готовятся водные растворы глюкозы следующих концентраций: 5 %, 10 %, 15 %, 20 %, 25 %, 30 %. Определение вязкости проводится с помощью капиллярного стеклянного вискозиметра, установленного вертикально с помощью штатива. Вискозиметр, показанный на рисунке 2, представляет собой U образную трубку, в колено которой впаян капилляр 1. а, b метки Рисунок 2 Капиллярный стеклянный вискозиметр При измерении вязкости жидкость из резервуара 2 течет по капилляру 1 в резервуар 3. Вискозиметр заполняется через трубку 4 исследуемой жидкостью. При работе с одним и тем же вискозиметром объем заливаемой жидкости должен быть постоянным (20 мл). Далее с помощью резиновой груши жидкость засасывается в расширение 5 немного выше метки «а». Затем жидкости дают возможность свободно вытекать и определяют по секундомеру время истечения жидкости между меткими «а» и «b». Опыт повторяется 4 5 раз с каждым раствором. 10

11 Определение вязкости раствора производится путем сравнения с вязкостью чистого растворителя, которая берется из справочника. Измерения следует начинать с чистого растворителя, а далее с растворами от малой концентрации к более высокой. При засасывании раствора необходимо следить за тем, чтобы раствор не пенился и чтобы в капилляре не было пузырьков воздуха. Необходимо также тщательно следить за тем, чтобы в сужении трубки около метки «а» не застаивалась капля раствора, так как это может привести к значительным погрешностям. Время истечения для одной и той же концентрации при многочисленных измерениях не должно различаться более, чем на 0,5 с. Вязкость раствор вычисляется по формуле: τ d η = η0, (3) τ d где η 0 вязкость воды при данной температуре; τ и τ 0 соответственно время истечения раствора и чистой воды; d и d 0 плотность раствора и воды. Плотность раствора определяется с помощью пикнометра. При температуре опыта взвешивается сначала пустой пикнометр, а затем заполненный. Плотность d рассчитывается по уравнению: 0 0 (gi g) (g g), где d 0 плотность воды; g масса пустого пикнометра; g 0 масса пикнометра с водой; g i масса пикнометра с раствором. d = d (4) Результаты измерений и расчетов заносятся в таблицу. 0 Таблица 1 Результаты измерения и расчетов С, % t, сек. g i, г m = (g i g), г d, г/см 3 h, сп Построить график зависимости вязкости раствора от концентрации и сделать соответствующий вывод. 0 11

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ СЕВЕРСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Национальный исследовательский

Тема 5. Основы реологии. Вязкость растворов полимеров. Теоретическая часть. Вязкие жидкости и растворы высокомолекулярных веществ (ВМС) по характеру течения делятся на ньютоновские и неньютоновские. Ньютоновские

Министерство образования Российской Федерации Государственное образовательное учреждение ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ВЯЗКОСТИ С ПОМОЩЬЮ КАПИЛЛЯРНОГО ВИСКОЗИМЕТРА Методические

Лабораторная работа по теме «Вязкость» Реологические свойства коллоидных систем. Вязкость Проявление молекулярно-кинетических свойств коллоидных систем неразрывно связано с их реологическими (вязкостными)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Национальный исследовательский ядерный университет

1 Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ И КОНЦЕНТРАЦИИ НА ШАРИКОВОМ ВИСКОЗИМЕТРЕ Введение Рассмотрим протекание жидкости по трубе. В том случае, когда соседние слои жидкости (или газа)

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Физический факультет ИЗУЧЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ МЕТОДОМ СТОКСА Методические указания для выполнения лабораторной работы Томск 2014 Рассмотрено и утверждено

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ

Ярославский государственный педагогический университет им. К. Д. Ушинского Кафедра общей физики Лаборатория молекулярной физики Лабораторная работа 8 Определение вязкости жидкости капиллярным вискозиметром

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИЗМЕРЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ МЕТОДОМ СТОКСА Методические указания для

4.1. Необходимы математические понятия Опр. Градиентом физической величины называют - вектор, показывающий направление наибольшего возрастания скалярной функции, значение которой изменяется от одной точки

Работа.8 Исследование зависимости вязкости жидкости от температуры и определение энергии активации ее молекул Оборудование: исследуемая жидкость, капиллярный вискозиметр, секундомер, термостат с контрольным

Министерство образования и науки РФ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Утверждаю зав. кафедрой общей и экспериментальной физики В. П. Демкин 2015 г. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА

КАЗАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ Кафедра физики МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ ПО ФИЗИКЕ для студентов специальностей 903, 90, 907, 908, 90 Лабораторная работа

Лекция 18. ОСНОВЫ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ Структурообразование в дисперсных системах Контакты между частицами: Коагуляционные (в первичном и вторичном минимуме) и фазовые контакты (как в поликристаллах).

МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ухтинский государственный технический университет» (УГТУ) ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЯЗКОСТИ

1 Лабораторная работа 61 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТЕЙ МЕТОДОМ СТОКСА Теоретическое введение Вязкость (внутреннее трение) это свойство жидкостей и газов оказывать сопротивление перемещению одной части

Лабораторная работа ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ ДЛИНЫ СВОБОДНОГО ПРОБЕГА И ЭФФЕКТИВНОГО ДИАМЕТРА МОЛЕКУЛ ВОЗДУХА ПО КОЭФФИЦИЕНТУ ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ Прибор для определения средней длины

Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра

38 ТЕЧЕНИЕ И СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕЙ Задание 1. Выберите правильный ответ: 1. Внутреннее трение является следствием переноса... а) электрического заряда; б) механического импульса; в) массы; г) количества теплоты;

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ

1 - МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

МОСКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра физики ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.5 OПPEДEЛEНИE КOЭФФИЦИEНТA ВЯЗКOCТИ ЖИДКOCТИ МEТOДOМ CТOКCA.5 ФИО студента Выполнил(а) Защитил(а) Шифр группы МОСКВА 0_ г. Лaбopaтopнaя

Методические указания к выполнению лабораторной работы 2.5. ИЗУЧЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ КОЭФФИЦИЕНТА ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ * * Аникин А.И. Свойства газов. Свойства конденсированных систем: лабораторный

ИЗМЕРЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ МЕТОДОМ СТОКСА Методические указания для проведения лабораторных работ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

Федеральное агентство по образованию РФ Ухтинский государственный технический университет 14 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ ПО МЕТОДУ ПАДАЮЩЕГО ШАРИКА Методические указания к лабораторной работе

Ярославский государственный педагогический университет им. К. Д. Ушинского Кафедра общей физики Лаборатория механики Лабораторная работа 11. Определение вязкости жидкости методом Стокса Ярославль 2009

ГОУ ВПО ИГМУ Росздрава Кафедра общей химии Физическая и коллоидная химия ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАБУХАНИЯ ЖЕЛАТИНЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ рн СРЕДЫ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА Методическое пособие Иркутск, 2008 Пособие подготовлено

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Лабораторная работа 2-5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ВЯЗКОСТИ ВОЗДУХА Методические рекомендации

Цель работы: познакомиться с одним из методов определения коэффициента внутреннего трения. Задача: с помощью измерительного микроскопа измерить диаметр шариков, измерить время падения их и высоту падения.

Работа.5 Определение вязкости газов Введение Газы, как и жидкости, обладают вязкостью, хотя величина коэффициента вязкости в них значительно меньшая, чем в жидкостях. Физические причины возникновения вязкости

Иркутский государственный технический университет Кафедра общеобразовательных дисциплин ФИЗИКА Лабораторная работа.1. «Определение коэффициента динамической вязкости жидкости методом Стокса» доц. Щепин

1 ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ДИЗАЙНА И ТЕХНОЛОГИИ НОВОСИБИРСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ

Лекция 2. Структурообразование и размерный эффект Наноструктуры могут быть: Равновесные и неравновесные наноструктуры. Квазиравновесные структуры. Равновесные наноструктуры характеризуются физико-химическими

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ М.А. Бутюгин, Т.М. Ильясова ФИЗИКА Учебно-методическое пособие по выполнению лабораторной работы М-14 «Определение коэффициента вязкой

Лабораторная работа 16 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ДИНАМИЧЕСКОЙ ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ ПО МЕТОДУ СТОКСА Цель работы изучение явления внутреннего трения в газах и жидкостях, экспериментальное определение коэффициента

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЛЕКУЛЯРНОЙ МАССЫ ЖЕЛАТИНА ВИСКОЗИМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ И.Шиян, Я.Припаньковская Кубанский государственный технологический университет Краснодар, Россия DETERMINATION OF MOLECULAR MASS OF VISKOZIMETRICHESKY

Вязкоупругость полимерных жидкостей. Оснвные свойства полимерных жидкостей. К полимерным жидкостям с сильно переплетенными цепями относятся полимерные расплавы, концентрированные растворы и полуразбавленные

1 Тема 11: Основы гидродинамики Гидростатика. Законы Паскаля и Архимеда Плотностью тела называется величина равная отношению массы этого тела к его объёму: m V Размерность плотности: [ ρ] = кг/м 3. Если

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ ВОЗДУХА; ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ ДЛИНЫ СВОБОДНОГО ПРОБЕГА МОЛЕКУЛ ВОЗДУХА. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Целью работы является экспериментальное

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА: ЧАСТЬ 4. СТАТИСТИЧЕСКИЙ ХАРАКТЕР ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ЗАКОНОВ Практикум для вузов Составители: В.И. Кукуев, В.В. Чернышев, И.А.Попова. ВОРОНЕЖ 009

Министерство образования Российской Федерации Томский политехнический Университет Кафедра теоретической и экспериментальной физики ИЗМЕРЕНИЕ ЭЛЕМЕНТАРНОГО ЗАРЯДА. ОПЫТ МИЛЛИКЕНА Методические указания к

Лекция 7 (9.05.05) ПРОЦЕССЫ ПЕРЕНОСА В ГАЗАХ Всякая термодинамическая система, под которой мы понимаем совокупность большого числа молекул, при неизменных внешних условиях приходит в состояние термодинамического

Гидроаэромеханика Составитель асс. каф БНГС СамГТУ, магистр Никитин В.И. Занятие 3. 3. РЕОЛОГИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ Реология это наука о поведении различных текучих и пластичных тел при механическом нагружении.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра химии и инженерной экологии в строительстве Громаков Н.С. ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ

Лабораторная работа ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ ЖИДКОСТИ ПО МЕТОДУ СТОКСА 1. Цель и задачи лабораторной работы Цель работы заключается в определении вязкости, или внутреннего трения, различных

М И Н И С Т Е Р С Т В О О Б Р А З О В А Н И Я И Н А У К И Р О С С И Й С К О Й Ф Е Д Е Р А Ц И И ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «Национальный

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ивановский государственный химико-технологический университет

222. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ МЕТОДОМ СТОКСА Введение На шарик, падающий в вязкой среде, действует сила тяжести mg, сила Архимеда F A и сила сопротивления среды сила Стокса F C. mg= s Vg, (1) F A

Тест Систему с жидкой дисперсионной средой и дисперсной фазой в виде коллоидных частиц называют: Суспензия.. Эмульсия 3. Пена.Лиозоль 5. Раствор ВМВ. Система гидрозоль As S 3 является: Лиофильной свободнодисперсной.

ЛЕКЦИЯ ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ГИДРОДИНАМИКИ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТЕЙ ПО РАДИУСУ ТРУБЫ УРАВНЕНИЕ ПУАЗЕЙЛЯ Гидравлический радиус и эквивалентный диаметр При движении жидкостей по каналам произвольной формы, сечение

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «Национальный исследовательский ядерный университет

Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тамбовский государственный технический университет» ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЯЗКОСТИ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ А.Н. Тимошенко, А.Н. Козлов Ю.В. Тихомиров, А.А. Куколева СЕРТИФИКАЦИЯ ОРГАНИЗАЦИЙ ФИЗИКА АВИАТОПЛИВООБЕСПЕЧЕНИЯ Учебно-методическое

Министерство образования Российской Федерации Томский политехнический университет Кафедра теоретической и экспериментальной физики «УТВЕРЖДАЮ» Декан ЕНМФ И.П. Чернов «14» мая 2002 г. ИЗУЧЕНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

Государственное высшее учебное заведение «ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра физики ОТЧЁТ по лабораторной работе 17 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ МЕТОДОМ ПАДАЮЩЕГО ШАРИКА Выполнил студент

50 А. Механика ни. Исторически они были получены на основе законов динамики Ньютона, но представляют собой значительно более общие принципы, областью применения которых является вся физика в целом, а не

ЛЕКЦИЯ 4 МЕХАНИКА ЖИДКОСТЕЙ, ОСНОВЫ БИОРЕОЛОГИИ И НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ГЕМОДИНАМИКИ I. Идеальная и реальная жидкости II.Ньютоновские и неньютоновские жидкости III.Течение вязкой жидкости по трубам IV.Предмет

Раздел «Структурно - механические свойства дисперсных систем»

Транскрипт

Рекомендуем почитать

Поиск по сайту