Методические указания и контрольные задания по физической и коллоидной химии для студентов II и III курсов заочного отделения (стр. 2 )

175.  Опишите принцип седиментационного анализа дисперсных систем. Изобразите седиментационную кривую и гистограмму распределения частиц по фракциям.

176.  Дайте определение понятий “вязкость” и “текучесть”. Как вязкость дисперсной системы зависит от концентрации дисперсной фазы? Напишите и проанализируйте уравнение Эйнштейна для вязкости.

177.  Какие явления наблюдаются при прохождении луча света чарез дисперсную систему? Что такое опалесценция? При каких условиях она наблюдается?

178.  Напишите и проанализируйте уравнение Релея. Объясните с его помощью голубой цвет опалесценции лио - и аэрозолей, а также неба.

179.  Как связаны между собой размеры частиц дисперсной фазы, длина волны падающего света и интенсивность рассеянного света? Почему для светомаскировки применяют синий свет, а для сигнализации в тумане – красный и желтый?

180.  Опишите принципиальное устройство нефелометра. Как с его помощью определить концентрацию и размеры частиц дисперсной фазы?

181.  Рассмотрите причины и механизм возникновения двойного электрического слоя на границе раздела «твердое тело – жидкость».

182.  Каково строение двойного электрического слоя согласно теориям Гельмгольца, Гуи, Штерна? При каких условиях применима каждая из них?

183.  Что называется поверхностным (электродинамическим) и электрокинетическим потенциалами дисперсных систем? В чем их отличие? От каких факторов они зависят?

184.  Какими методами можно измерить электрокинетический потенциал? Приведите расчетные уравнения известных вам методов.

185.  Как влияет присутствие электролитов в дисперсионной среде на строение двойного электрического слоя? Какие специфические явления наблюдаются при введении электролитов и при разбавлении коллоидного раствора?

186.  Какое явление называется электрофорезом? При каких условиях направленное движение коллоидных частиц в электрическом поле отсутствует? Что такое электрофоретическая подвижность?

187.  Какое явление называется электроосмосом? Что такое поверхность скольжения и дзета–потенциал двойного электрического слоя, возникающего на границе «твердое тело – жидкость»?

188.  Что такое потенциал седиментации и потенциал течения? Опишите эксперименты, подтверждающие их возникновение в дисперсных системах.

189.  Опишите на конкретном примере строение мицеллы гидрофобного золя. Напишите формулу мицеллы.

190.  Напишите формулу мицеллы золя бромида серебра, полученного приливанием к 20 см3 0,01 н. водного раствора КВr 10 см3 0,001 н. раствора AgNO3.

191.  Изобразите схему строения и напишите формулу мицеллы гидрозоля сульфида ртути (II), стабилизированного сероводородом.

192.  Какие существуют виды устойчивости лиофобных золей? Какие факторы их обусловливают?

193.  Что такое энтропийно–энтальпийный фактор устойчивости дисперсных систем?

194.  В чем проявляются адсорбционно–сольватационный и структурно–механический факторы устойчивости лиофобных дисперсных систем?

195.  Что такое коагуляция? Какие причины могут вызвать коагуляцию золей? Опишите коагуляцию лиозолей в присутствии электролитов. Приведите правило Шульце – Гарди и лиотропные ряды коагулирующего действия ионов.

196.  Что такое скрытая коагуляция? Чем она отличается от явной? Укажите различие между быстрой и медленной коагуляцией. Какое значение z-потенциала соответствует проявлению каждого из этих видов коагуляции.

197.  Что называется порогом коагуляции? Приведите уравнение для его вычисления. Как зависит порог коагуляции от заряда иона электролита? Что такое коагулирующая способность электролита?

198.  Изложите основные положения теории коагуляции золей электролитами Дерягина–Ландау–Фервея–Овербека (ДЛФО).

199.  Опишите явления, возможные при коагуляции золей смесью двух различных электролитов (аддитивное и антагонистическое действие, синергизм).

200.  Опишите коагуляцию коллоидных растворов а) при механическом воздействии; б) под влиянием электрического поля; в) при изменении концентрации частиц золя; г) при нагревании; д) при охлаждении. Приведите примеры.

201.  Опишите явление коллоидной защиты. Приведите примеры. Что такое золотое число?

202.  Приведите примеры взаимной коагуляции золей. Объясните явление привыкания золей (положительное и отрицательное) к действию электролитов.

203.  Что такое эмульсии? Как эмульсии применяются в фармации? Приведите способы классификации эмульсий. Укажите условные обозначения эмульсий различных типов.

204.  Что называется эмульгатором? Какими свойствами должна обладать молекула эмульгатора? Приведите правило Банкрофта и примеры эмульгаторов для различных типов эмульсий.

205.  Перечислите причины разрушения эмульсий. Что такое коалесценция и флокуляция? Какие факторы их вызывают?

206.  Что такое ГЛБ эмульгатора? С каким значением ГЛБ эмульгатор пригоден для стабилизации эмульсий типа в/м и м/в?

207.  Что такое обращение фаз эмульсий, как можно его осуществить? Каково практическое применение этого явления?

208.  Опишите все известные вам способы определения типа эмульсий.

209.  Укажите преимущества и недостатки эмульсии, как лекарственной формы. Приведите примеры применения эмульсий различного типа (прямых и обратных).

210.  Что понимают под устойчивостью эмульсий? Укажите способы ее определения. Какие факторы повышают устойчивость эмульсий?

211.  Какие существуют способы определения устойчивости эмульсий?

212.  Опишите механизм стабилизации эмульсий порошками. Укажите стабилизаторы эмульсий типа в/м и м/в среди следующих веществ: мел, сажа, желатин, олеат натрия, гипс, стеарат кальция.

213.  Что такое аэрозоли? Опишите физические свойства и применение аэрозолей в медицине.

214.  Приведите классификацию аэрозолей. Перечислите их положительные и отрицательные свойства. Опишите применение аэрозолей в технике, быту и фармации.

215.  При каких условиях в воздухе фармацевтических предприятий (заводов) образуются аэрозоли? Каковы способы их быстрого разрушения?

216.  Каковы оптические свойства аэрозолей? Что такое маскирующая способность аэрозолей?

217.  Укажите причины взрывоопасности и электризации аэрозолей, в том числе сахарной и угольной пыли, талька, муки. Как ускорить седиментацию аэрозолей?

218.  Какие дисперсные системы называются порошками? Чем они отличаются от аэрозолей, суспензий? Что такое слеживаемость и распыляемость порошков?

219.  Опишите процесс образования и практическое применение кипящего слоя порошков.

220.  Опишите смачиваемость порошков и не менее 2-х способов определения их гидрофильности и гидрофобности. Для чего проводится гранулирование порошков?

221.  Опишите способы гранулирования порошков. Что такое критический радиус частиц порошка?

222.  Какие дисперсные системы называются суспензиями и пастами? Приведите классификацию суспензий. Опишите их применение.

223.  Напишите уравнение для скорости оседания частиц суспензий и проанализируйте его. Перечислите факторы, повышающие устойчивость суспензий.

224.  Что такое пены? Опишите их свойства, получение, применение в фармации. Какие вещества являются эффективными пенообразователями? Как ускорить разрушение пен?

225.  Какие вещества называются высокомолекулярными веществами (ВМВ)? Приведите примеры природных и искусственных ВМВ, применяемых в медицине.

226.  Приведите примеры различных методов получения высокомолекулярных веществ.

227.  Что такое макромолекулы и каково строение макромолекул высокомолекулярных веществ? Что такое конформация молекул?

228.  Опишите структуру, фазовые и физические состояния высокомолекулярных веществ.

229.  Какие свойства растворов высокомолекулярных веществ являются общими со свойствами коллоидных растворов и почему?

230.  Перечислите общие свойства, присущие растворам высокомолекулярных веществ и истинным растворам низкомолекулярных веществ и укажите причины этого сходства.

231.  Опишите отличия свойств растворов высокомолекулярных веществ, золей и растворов низкомолекулярных веществ.

232.  Опишите процесс набухания высокомолекулярных веществ. Что такое ограниченное и неограниченное набухание? Дайте определение степени набухания и приведите способы ее расчета.

233.  Что такое давление набухания? Приведите уравнение и опишите прибор Позняка для определения давления набухания.

234.  Опишите термодинамику растворения высокомолекулярных веществ. Чем вызываются тепловые эффекты в процессе их набухания и растворения? Какова при этом роль энтропийного фактора?

235.  В чем сущность процесса высаливания? Что такое коацервация?

236.  Сформулируйте понятие о динамической и кинематической вязкости жидкостей. Что такое текучесть? Приведите уравнения Ньютона и Пуазейля и проанализируйте их.

237.  Какими методами можно измерить вязкость жидкостей? Как вычисляют относительную, удельную, приведенную и характеристическую вязкости растворов ВМВ?

238.  Опишите вискозиметрический метод определения молярной массы высокомолекулярных веществ.

239.  Опишите особенности явлений осмоса, диффузии и рассеяния света в растворах высокомолекулярных веществ.

240.  Что такое мембранное равновесие? Выведите уравнение Доннана.

241.  Опишите строение макромолекул белков, их первичную, вторичную, третичную структуры. Каково значение белков в природе, медицине, фармации? Как и почему происходит высаливание белков?

242.  Почему при изменении рН среды изменяются структура макромолекул белков и вязкость их растворов? Что происходит с полипептидной цепью в щелочной среде?

243.  Что такое изоэлектрическая точка белков? Изложите известные вам способы ее определения.

244.  Что такое застудневание? Какие факторы и как влияют на него? Приведите лиотропный ряд ионов, влияющих на застудневание.

245.  Какие системы называются студнями и гелями? Приведите их классификацию. Опишите практическое применение студней и гелей.

246.  Опишите тиксотропию, синерезис и особенности диффузии в студнях и гелях. Что такое гель-фильтрация?

247.  Опишите периодические реакции в студнях (кольца Лизеганга). Где в природе встречается это явление?

Задачи к работе № 1

«Физическая химия»

1–11. Напишите уравнение реакции сгорания вещества (табл.1). Вычислите стандартную теплоту образования вещества, если известна его стандартная теплота сгорания. Продукты горения имеют следующие теплоты образования (кДж/моль):

DНоf CO2(г) = –393,51; DНоf Н2О(ж) = –285,84; DНоf N2(г) = 0.

Таблица 1.

№ задачи	Вещество	Стандартная теплота сгорания, кДж/моль
1	Мочевина CH4ON2 (т)	–632,20
2	Ацетилен C2H2 (г)	–1299,63
3	Метан CH4 (г)	–890,31
4	Нафталин C10H8 (т)	–5156,78
5	Бензол C6H6 (ж)	–3267,58
6	Уксусная кислота C2H4O2 (ж)	–874,58
7	Ацетон C3H6O (ж)	–1785,73
8	Глицерин C3H8O (ж)	–1661,05
9	Фенол C6H6O (т)	–3063,52
10	Глюкоза С6Н12О6 (т)	–2802,04
11	Сахароза С12Н22О11 (т)	–5646,73

12–22. Вычислите DНо, DUо, DGо и DAо в стандартных условиях для реакций, приведенных в табл. 2. Определите, в каком направлении пойдет реакция. Необходимые для расчета данные взять из Приложения.

Таблица 2.

№ задачи	Уравнение реакции		№ задачи	Уравнение реакции
12	2Н2 + СО « СН3ОН(г)		18	CO2 + 4H2 «CH4 +2H2O(г)
13	С2Н6 « С2Н4 + Н2		19	СН4 + СО2 «2СО + 2Н2
14	С + Н2О(г) «СО + Н2		20	СО + Н2О(г) «СО2 + Н2
15	4НСl+О2«2Н2О(ж) + 2Сl2		21	СО + 3Н2 «СН4 + Н2О(г)
16	2NO2 «2NO + O2		22	2SO2 + O2 «2SO3
17	SO2 + Cl2 «SO2Cl2

23–37. Рассчитайте тепловой эффект реакции (табл. 3) при температурах 500 и 700 К и давлении 1,0133´105 Па, используя уравнение Кирхгофа для небольшого температурного интервала. Сравните полученные результаты. Необходимые данные приведены в Приложении.

Таблица 3.

№ задачи	Уравнение реакции		№ задачи	Уравнение реакции
23	2Н2 + СО = СН3ОН(г)		31	CO + Cl2 =COCl2(г)
24	NH4Cl =NH3 + HCl		32	СО2 + Н2 =СО + Н2О(г)
25	2NO2 =2NO + O2		33	2СО2 =2СО + О2
26	N2O4 =2NO2		34	СН4 + СО2 =2СО + 2Н2
27	Mg(OH)2(т=MgO(т)+H2O(г)		35	С2Н5ОН(г) =С2Н4 + Н2О(г)
28	2SO2 + O2 = 2SO3(г)		36	СН3СНО(г)+Н2=С2Н5ОН(г)
29	SO2 + Cl2 =SO2Cl2		37	С6Н6(г) + 3Н2 =С6Н12(г)
30	СО + 3Н2 =СН4 + Н2О(г)

38–48. Пользуясь данными Приложения, вычислите DGо и DАо для химических реакций, приведенных в табл. 4. Укажите направление протекания реакции. Рассчитайте Кр и Кс реакции.

Таблица 4.

№ задачи	Уравнение реакции		№ задачи	Уравнение реакции
38	2НСl(г) « Н2(г) + Сl2(г)		44	СН3СНО(г)+Н2«С2Н5ОН(ж)
39	MgCO3(т) «MgO(т) + СО2(г)		45	С2Н5ОН(ж«С2Н4+Н2О(ж)
40	Mg(OH)2(т)+СО2«MgСO3(т)+ +H2O(ж)		46	С2Н6 «С2Н4 + Н2
41	СаС2(т) + 3СО(г) «СаСО3(т) + 4С		47	CO + Cl2 « COCl2(г)
42	Fe3O4(т) + 4Н2(г) « 3Fe(т) + 4Н2О(г)		48	2SO2 + O2 «2SO3(г)
43	СаС2(т)+2Н2О(ж«Са(ОН)2(т)+ +С2Н2(г)

49–53. Определите состав реакционной смеси (в молях) при равновесии для реакции: СН3СООН + С2Н5ОН = СН3СООС2Н5 + Н2О. Составы исходной смеси и константы равновесия Кр при различных условиях приведены в табл. 5.