Контрольні завдання

Для зручності виконання роботи радимо скопіювати сторінки із завданням та перенести в наведені після кожного завдання таблиці величини, необхідні для розрахунків відповідно до варіанту, який виконується, використовуючи посилання в тексті завдань.

Завдання 1. Розрахувати питому поверхню адсорбенту за ізотермою адсорбції речовини А, якщо відома площа, яку займає молекула речовини А на поверхні адсорбенту. Дані для розрахунку наведено в табл. 1.1 Додатку 1.

Дані для розрахунку питомої поверхні адсорбенту за ізотермою адсорбції речовини А

Варіант	А	S0 ×10^20,	Експериментальні дані
м^2
			a, моль/кг

Завдання 2. Побудувати криву капілярної конденсації, інтегральну та диференціальну криві розподілу об’єму пор адсорбенту за радіусами.

Дані для розрахунку наведено в табл. 2.1 та в табл. 2.2 Додатку 2.

Дані по конденсації парів А на адсорбенті В при температурі Т = 293 К

Варіант	Адсорбат А	Адсорбент В	Експериментальні дані
aадс, моль/кг
aдес, моль/кг

Мольний об’єм та поверхневий натяг адсорбатів при Т = 293 К

Адсорбат В	Мольний об’єм	Поверхневий натяг
VМ ∙10^6, м^3/моль	s ∙10^3, Дж/м^2

Завдання 3. Для монодисперсного гідрозолю (табл. 3.1 Додатку 3) відома гіпсометрична висота h_½ сферичних частинок при температурі Т К. Визначити:

1.	радіус частинок в м;
2.	питому поверхню дисперсної фази в м^2/кг та м^-^1;
3.	величину електрокінетичного потенціалу (мВ) частинок, якщо при електрофорезі зміщення кольорової межі золю за 1 годину складає s м при напрузі Е В та відстані між електродами 0,5 м;
4.	коефіцієнт дифузії в м^2/с;
5.	величину середнього зсуву частинок в м при їх броунівському русі за 10 хвилин;
6.	значення осмотичного тиску в Па;
7.	інтенсивність розсіяного світла в % від інтенсивності світла, що падає.

Всі необхідні для розрахунку дані наведено в табл. 3.1 Додатку 3 та табл. 2.3 Додатку 2.

Характеристики дисперсної фази монодисперсних гідрозолів

Варіант	Дисперсна фаза	r ×10^-3,	T,	h½ ×10^2,	s ×10^2,	E,	с,	l,	n
Назва	Формула	кг/м^3	К	м	м	В	%	нм

Характеристики дисперсійного середовища (Н₂О) в залежності від температури

Температура	Густина	В’язкість	Діелектрична	Показник
Т, К	r0 ×10^-3, кг/м^3	h0 ×10^3, Па×с	проникність, e	заломлення, n0
				1,333

Завдання 4. На підставі експериментальних даних про зміну частинної концентрації (n, кількість частинок/м³) у часі при коагуляції золю (табл. 4.1 Додатку 4):

1.	Побудувати графік залежності v0/v = f(t).
2.	Визначити графічно час половинної коагуляції золю q, с.
3.	Розрахувати константу швидкості коагуляції золю.
4.	Розрахувати час, необхідний для зменшення концентрації золю на х %.
5.	Розрахувати зміну кількості частинок кратності 1, 2 та 3 (v1, v2 та v3) з часом та побудувати залежності v, v1, v2, v3 = f(t) на одному графіку.
6.	Розрахувати теоретичне значення q та зробити висновок відносно можливості застосування теорії швидкої коагуляції Смолуховського до кінетики процесу коагуляції запропонованого золю.

Необхідні дані для розрахунків приведено в табл. 4.1 Додатку 4.

Варіант	Експериментальні дані:	h ×10^3,	Т,	х,
Па×с	К	%
	t, c
n ×10^-14

ДОДАТКИ

Додаток 1

Таблиця 1.1. Дані для розрахунку питомої поверхні адсорбенту за ізотермою адсорбції речовини А

Варіант	А	S0 ×10^20, м^2	Експериментальні дані
1	2	3	4	5	6	7	8	9
	C6H6		a, моль/кг	0,36	0,51	0,6	0,68	0,82
T = 293 K	p/ps	0,05	0,1	0,15	0,2	0,3
	N2	16,2	a, моль/кг	2,20	2,62	2,94	3,11	3,58
T = 77 K	p/ps	0,04	0,09	0,16	0,2	0,3
	N2	16,2	a, моль/кг	1,83	2,32	2,55	2,75	3,05
T = 77 K	p/ps	0,02	0,04	0,06	0,09	0,15
	N2	16,2	a, моль/кг	2,16	2,39	2,86	3,02	3,33
T = 77 K	p/ps	0,029	0,05	0,11	0,14	0,2
	N2	16,2	a, моль/кг	1,86	2,31	2,72	3,07	3,12
T = 77 K	p/ps	0,02	0,04	0,08	0,14	0,16
	N2	16,2	a, моль/кг	1,25	2,55	2,78	2,96	3,10
T = 77 K	p/ps	0,01	0,06	0,09	0,12	0,15
	C6H6		a, моль/кг	14,9	34,8	47,2	56,8	66,3
T = 293 K	p/ps	0,024	0,08	0,14	0,20	0,27
	C6H6		a, моль/кг	0,30	0,43	0,56	0,64	0,71
T = 293 K	p/ps	0,04	0,07	0,12	0,17	0,22
	C6H6		a, моль/кг	0,40	0,55	0,68	0,83	0,98
T = 293 K	p/ps	0,06	0,12	0,2	0,30	0,4
	C6H6		a, моль/кг	0,18	0,43	0,49	0,58	0,62
T = 293 K	p/ps	0,02	0,07	0,09	0,13	0,16
	C6H6		a, моль/кг	0,46	0,61	0,76	0,89	1,09
T = 293 K	p/ps	0,08	0,16	0,23	0,35	0,45
	C6H6		a, моль/кг	0,21	0,41	0,48	0,57	0,65
T = 293 K	p/ps	0,025	0,065	0,085	0,125	0,175
	C6H6		a, моль/кг	0,26	0,35	0,43	0,50	0,56
T = 293 K	p/ps	0,06	0,1	0,15	0,20	0,25
	C6H6		a, моль/кг	0,22	0,30	0,40	0,44	0,47
T = 293 K	p/ps	0,05	0,07	0,12	0,14	0,18

Продовження табл. 1.1

1	2	3	4	5	6	7	8	9
	C6H6		a, моль/кг	0,19	0,26	0,33	0,37	0,42
T = 293 K	p/ps	0,05	0,10	0,15	0,20	0,25
	C6H6		a, моль/кг	0,14	0,24	0,30	0,34	0,38
T = 293 K	p/ps	0,04	0,08	0,12	0,16	0,22
	C6H6		a, моль/кг	0,0348	0,0483	0,0624	0,0724	0,081
T = 293 K	p/ps	0,04	0,08	0,16	0,22	0,27
	C6H6		a, моль/кг	0,022	0,043	0,052	0,055	0,066
T = 293 K	p/ps	0,02	0,06	0,1	0,12	0,18
	C6H6		a, моль/кг	0,31	0,53	0,69	0,83	0,96
T = 293 K	p/ps	0,05	0,10	0,15	0,20	0,25
	C6H6		a, моль/кг	0,26	0,40	0,60	0,72	0,88
T = 293 K	p/ps	0,04	0,07	0,12	0,16	0,22
	C6H6		a, моль/кг	0,25	0,40	0,49	0,57	0,65
T = 293 K	p/ps	0,05	0,10	0,15	0,20	0,25
	C6H6		a, моль/кг	0,12	0,33	0,38	0,44	0,54
T = 293 K	p/ps	0,02	0,07	0,09	0,12	0,18
	C6H6		a, моль/кг	0,0310	0,0593	0,0795	0,0990	0,1210
T = 293 K	p/ps	0,05	0,12	0,19	0,26	0,34
	C6H6		a, моль/кг	0,0250	0,0440	0,0660	0,0880	0,1040
T = 293 K	p/ps	0,04	0,08	0,14	0,22	0,28
	C6H6		a, моль/кг	0,0385	0,0525	0,0630	0,0713	0,0787
T = 293 K	p/ps	0,05	0,10	0,15	0,20	0,25
	C6H6		a, моль/кг	0,20	0,32	0,40	0,45	0,48
T = 293 K	p/ps	0,02	0,05	0,1	0,14	0,18
	N2	16,2	a, моль/кг	1,82	2,35	2,84	3,05	3,35
T = 77 K	p/ps	0,02	0,048	0,1	0,15	0,21
	N2	16,2	a, моль/кг	1,85	2,32	2,72	3,08	3,20
T = 77 K	p/ps	0,02	0,04	0,07	0,14	0,16
	C6H6		a, моль/кг	0,35	0,60	0,72	0,85	0,98
T = 293 K	p/ps	0,055	0,15	0,24	0,32	0,4
	C6H6		a, моль/кг	0,22	0,41	0,49	0,59	0,68
T = 293 K	p/ps	0,04	0,10	0,14	0,20	0,26

Додаток 2

Таблиця 2.1. Дані по конденсації парів А на адсорбенті В при Т = 293 К

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
	Пара метилового спирту	Активоване вугілля	p/ps	0,5	0,55	0,65	0,75	0,85	0,95
aадс, моль/кг		25,8	29,2	33,2
aдес, моль/кг		27,8	34,8	40,2		52,8
	Пара води	Активоване вугілля	p/ps	0,1	0,2	0,4	0,6	0,8	0,9	0,98
aадс, моль/кг	0,25	0,5	1,5	8,5
aдес, моль/кг	0,25	0,7	1,8				28,5
	Пара бензолу	Активоване вугілля	p/ps	0,19	0,35	0,45	0,55	0,75	0,85	0,99
aадс, моль/кг	4,5	5,8	7,3	9,2	13,3	15,5
aдес, моль/кг	4,5	7,4	10,4	12,7	16,8	18,4
	Пара води	Активоване вугілля	p/ps	0,1	0,2	0,4	0,6	0,8	0,9	0,98
aадс, моль/кг	3,75	5,3	6,2	8,75	10,4	12,5	13,4
aдес, моль/кг	3,75		7,9		11,5		13,4
	Пара метилового спирту	Активоване вугілля	p/ps	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	0,95
aадс, моль/кг		28,3
aдес, моль/кг						52,8
	Пара води	Поліамід	p/ps	0,12	0,25	0,5	0,65	0,74	0,86
aадс, моль/кг		1,4	1,7		2,3
aдес, моль/кг		1,7	2,3	2,5	2,9	3,8
	Пара води	Активоване вугілля	p/ps	0,1	0,2	0,4	0,6	0,8	0,9
aадс, моль/кг			11,5		22,5	26,5
aдес, моль/кг		10,3	13,5	16,5		27,6
	Пара води	Активоване вугілля	p/ps	0,1	0,25	0,5	0,7	0,85	0,92	0,98
aадс, моль/кг	0,25	0,7	3,3	13,9	22,4	24,7
aдес, моль/кг	0,25	0,93	4,2	22,6	27,7	28,2	28,5
	Пара води	Поліамід	p/ps	0,12	0,2	0,4	0,65	0,7	0,8
aадс, моль/кг		1,3	1,65		2,15	2,6
aдес, моль/кг		1,45	2,15	2,5	2,75	3,25	25,5
	Пара води	Активоване вугілля	p/ps	0,1	0,25	0,45	0,6	0,7	0,95
aадс, моль/кг		9,7	12,1			24,6
aдес, моль/кг		11,3		16,5	20,7	26,4

Продовження табл. 2.1

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
	Пара води	Активоване вугілля	p/ps	0,12	0,25	0,5	0,6	0,74	0,86	0,95
aадс, моль/кг		1,4	1,7	1,9	2,3
aдес, моль/кг		1,6	2,2	2,4	2,7	3,7
	Пара води	Активоване вугілля	p/ps	0,23	0,43	0,5	0,53	0,62	0,7	0,74
aадс, моль/кг	0,5	2,3				14,5
aдес, моль/кг	0,5	2,7	5,3	7,8	14,5	15,8
	Пара гептану	Силікагель	p/ps	0,3	0,35	0,45	0,55	0,65	0,75	0,8
aадс, моль/кг	3,7	4,1	5,8		16,8	19,9
aдес, моль/кг	3,7	4,5	7,7	15,6	18,7	20,4
	Пара води	Силікагель	p/ps	0,25	0,35	0,45	0,55	0,65	0,75	0,8
aадс, моль/кг	3,46	5,0	6,65	8,1	9,3	10,6
aдес, моль/кг	4,25	6,40	9,30	10,4	10,9	11,2	11,44
	Пара води	Активоване вугілля	p/ps	0,23	0,4	0,5	0,55	0,65	0,7	0,74
aадс, моль/кг	0,5	1,8			11,9	14,5
aдес, моль/кг	0,5	2,3	5,3	9,4	15,2	15,8
	Пара гептану	Силікагель	p/ps	0,5	0,6	0,65	0,7	0,75	0,8	0,85
aадс, моль/кг	4,8	7,2	8,7	10,8	15,1	21,8
aдес, моль/кг	4,8	7,7	9,8	12,6		26,6
	Пара води	Активоване вугілля	p/ps	0,12	0,3	0,4	0,6	0,8	0,85	0,95
aадс, моль/кг		1,5	1,6	1,9	2,55	2,95
aдес, моль/кг		1,8		2,4		3,5
	Пара гептану	Силікагель	p/ps	0,5	0,55	0,65	0,68	0,78	0,8	0,85
aадс, моль/кг	4,8	5,69	8,7	9,8	18,6	21,8
aдес, моль/кг	4,8	6,3	9,8	11,2		26,6
	Пара гептану	Силікагель	p/ps	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,75	0,8
aадс, моль/кг	3,7	4,8	7,1	14,1	18,7	19,9
aдес, моль/кг	3,7	5,5	12,4	17,5	19,6	20,4
	Пара води	Монт- морилоніт	p/ps	0,1	0,2	0,3	0,4	0,6	0,7	0,9
aадс, моль/кг	4,8	7,2	8,8	9,96	11,4		15,12
aдес, моль/кг	4,8	7,4	8,9	10,2	13,2		16,8
	Пара метилового спирту	Вугілля	p/ps	0,1	0,2	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8
aадс, моль/кг	6,7	7,2	7,7	8,5	9,2	10,3	11,7
aдес, моль/кг	6,75	7,5	8,64	9,2	9,9	10,5	11,7

Продовження табл. 2.1

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
	Пара води	Монт- морилоніт	p/ps	0,1	0,25	0,35	0,55	0,65	0,8	0,92
aадс, моль/кг	4,8		9,4	11,2	11,8	13,2	15,80
aдес, моль/кг	4,8	8,2	9,6	12,3	13,6		16,2
	Пара метилового спирту	Вугілля	p/ps	0,08	0,15	0,25	0,35	0,5	0,65	0,8
aадс, моль/кг	6,5	6,9	7,35	7,6	8,5	9,7	11,7
aдес, моль/кг	6,5	7,1	7,75	8,35	9,2	10,2	11,7
	Пара води	Вугілля	p/ps	0,45	0,55	0,65	0,75	0,85	0,9
aадс, моль/кг	2,0	4,0	6,0	9,2	12,4	14,4	20,0
aдес, моль/кг	2,0	4,8	8,8	12,8	16,5	17,6	20,0
	Пара метилового спирту	Вугілля	p/ps	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7
aадс, моль/кг	5,6	6,44	7,21	7,91	8,75	9,81	11,2
aдес, моль/кг	5,6	7,2	8,26	9,1	9,94	10,6	11,2
	Пара бензолу	Активоване вугілля	p/ps	0,19	0,35	0,45	0,55	0,75	0,85	0,99
aадс, моль/кг	4,5	6,0	7,5	9,3	13,5	15,5	20,0
aдес, моль/кг	4,5	7,4		12,8		18,5
	Пара метилового спирту	Активоване вугілля	p/ps	0,45	0,58	0,65	0,74	0,85	0,9	0,98
aадс, моль/кг	20,5	28,3	31,0	36,0	46,0	51,0	55,0
aдес, моль/кг	20,6	29,8	34,5	40,3	46,9	49,8	54,2
	Пара води	Вугілля	p/ps	0,48	0,55	0,64	0,76	0,83	0,94	0,99
aадс, моль/кг	2,6	4,0	6,0	9,2	12,4	14,4	19,8
aдес, моль/кг	2,7	5,0	8,3	13,1	15,7	18,9	19,8
	Пара гептану	Силікагель	p/ps	0,32	0,44	0,52	0,58	0,63	0,72	0,78
aадс, моль/кг	3,67	4,8	7,1	14,1	17,8	19,9	21,0
aдес, моль/кг	3,67	8,22	12,9	16,4	18,7	20,4	21,0
	Пара води	Активоване вугілля	p/ps	0,1	0,18	0,43	0,58	0,76	0,85	0,95
aадс, моль/кг	1,20	1,41	1,73	1,91	2,32	3,04	5,80
aдес, моль/кг	1,20	1,82	2,64	2,85	3,75	4,48	5,80

Таблиця 2.2. Молярний об’єм та поверхневий натяг адсорбатів при температурі Т = 293 К

Адсорбат	Молярний об’єм	Поверхневий натяг
VМ ∙10^6, м^3/моль	s ∙10^3, Дж/м^2
Вода		72,5
Метанол	40,6	22,6
Гептан
Бензол		28,9

Таблиця 2.3. Характеристики дисперсійного середовища (Н₂О) в залежності від температури

Температура	Густина	В’язкість	Діелектрична	Показник
Т, К	r0 ×10^-3, кг/м^3	h0 ×10^3, Па×с	проникність, e	заломлення, n0
	0,99823	1,002	80,08	1,333
	0,99707	0,8902	78,25
	0,9957	0,7973	76,45
	0,99406	0,7191	75,07

Додаток 3

Таблиця 3.1. Характеристики дисперсної фази монодисперсних гідрозолів

N	Дисперсна фаза	r ×10^–3,	T,	h½ ×10^2,	s ×10^2,	E,	с,	l,	n
Назва	Формула	кг/м^3	К	м	м	В	%	нм
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
	Корунд	Al2O3	3,96		0,288			0,1		1,765
	Гібсит	Al(OH)3	2,423			2,5		0,15		1,566
	Мікроклін	KAlSi3O8	2,57		13,1			0,2		1,522
	Мусковіт	KAlSi3O10(OH)2	2,76		1,15	3,5		0,25		1,587
	Ортоклаз	KAlSi3O8	2,56		0,762	2,5		0,1		1,524
	Анортит	CaAl2Si2O8	2,765			2,5		0,15		1,5832
	Альбіт	NaAlSi3O8	2,61		2,45			0,2		1,529
	Барит	BaSO4	4,5		9,17	2,8		0,25		1,637
	Берил	3BeO×Al2O3×6SiO2	2,66		5,83			0,1		1,58
	Гамбертит	Be2(OH)BO3	2,35		0,866	3,5		0,1		1,591
	Бромеліт	BeO	3,025		53,5	3,8		0,1		1,719
	Шеєліт	CaWO4	6,06		2,72	2,8		0,1		1,918
	Аліт	Ca3SiO5	2,92		3,55	2,5		0,2		1,718

Продовження табл. 3.1

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
	Доломіт	CaCO3×MgCO3	2,86		1,7			0,2		1,682
	Гіпс	CaSO4×2H2O	2,31		4,04	3,5		0,2		1,521
	Арагоніт	CaCO3	2,93		1,28	4,5		0,15		1,681
	Кальцит	CaCO3	2,711		0,99			0,15		1,55
	Флюорит	CaF2	3,18		0,658	2,8		0,15		1,4339
	Апатит	Ca5(PO4)3F	3,14		0,465			0,25		1,481
	Магнезит	MgCO3	3,037		0,368	3,5		0,25		1,515
	Церусит	PbCO3	6,6			4,5		0,25		1,864
	Анатаз	TiO2	3,84			2,9		0,1		2,493
	Брукіт	TiO2	4,17		0,273	2,5		0,1		1,741
	Рутил	TiO2	4,26		80,1			0,1		2,903
	Вілеміт	Zn2SiO4	3,9		0,709	3,5		0,1		1,723
	Ортоклаз	KAlSi3O8	2,56		0,637	2,5		0,1		1,524
	Доломіт	CaCO3×MgCO3	2,86		2,19			0,2		1,682
	Арагоніт	CaCO3	2,93		1,63	4,5		0,15		1,681
	Барит	BaSO4	4,5		16,4	2,8		0,25		1,637
	Анатаз	TiO2	3,84		11,3	2,9		0,1		2,493

Додаток 4

Таблиця 4.1. Експериментальні дані зміни частинної концентрації (n, число частинок/м³) при коагуляції залежно від часу t, в’язкість золю h при температурі Т та заданий ступінь коагуляції х

Варі-ант	Експериментальні дані:	h ×10^3,	Т,	х,
Па×с	К	%
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
	t, c							0,325
n ×10^-14	19,90	11,50	8,12	6,42	5,53	1,79
	t, c							0,325
n ×10^-14	16,10	10,10	7,48	5,46	4,67	1,73
	t, c							0,600
n ×10^-14	22,56	14,10	11,70	8,85	6,20	3,96
	t, c							1,130
n ×10^-14	11,48	8,20	6,90	5,10	3,06	1,84
	t, c							2,280
n ×10^-14	13,28	8,50	5,90	5,11	3,20	1,97
	t, c							1,308
n ×10^-14	25,55	16,50	13,45	8,81	6,17	4,09
	t, c
n ×10^-14
	t, c							2,880
n ×10^-14	18,38	13,00	8,40	5,60	3,95	2,74
	t, c							0,894
n ×10^-14	19,96	14,20	10,90	8,83	6,42	4,54
	t, c							19,90
n ×10^-14	77,70	61,60	47,90	40,90	29,90	18,10
	t, c							2,483
n ×10^-14	19,00	11,60	9,50	8,09	5,40	3,81
	t, c							2,234
n ×10^-14	14,90	10,50	8,83	7,78	5,96	3,35
	t, c							0,667
n ×10^-14	20,40	14,00	10,90	9,66	5,78	3,28

Продовження табл. 4.1

Дата добавления: 2015-11-14