Коллоидная химия наночастиц (МГТА, задачи 28-31,33-37) .

Потенциальная энергия взаимодействия двух бесконечно больших плоских пластин (в расчете на единицу площади) равна: , где A* – константа Гамакера; h – расстояние между поверхностями пластин; r – относительная диэлектрическая проницаемость среды; 0 – электрическая постоянная, равная 8,85410–12 Ф/м;  – потенциал на границе диффузной части и плотной части двойного электрического слоя;  – параметр Дебая, равный здесь – ионная сила раствора; R – универсальная газовая постоянная, равная 8,314 Дж/(мольК); T – абсолютная температура (в данной задаче Т = 273,15 + 25 = 298,15 К); F – постоянная Фарадея, равная 96485 Кл/моль. Определяем ионную силу раствора СaCl2: моль/л Вычисляем параметр Дебая: м–1 Рассчитываем значение потенциальной энергии взаимодействия плоских пластин. Результаты вычислений сведем в следующую таблицу: h, нм 2 5 10 15 25 50 u(h)10–6, Дж -19,79 -3,07 -0,69 -0,25 -0,03 0,06 По полученным данным строим кривую потенциальной энергии взаимодействия двух плоскопараллельных пластин:

28-37. Рассчитать потенциальную энергию u взаимодействия двух плоскопараллельных пластин, находящихся в водном растворе электролита с концентрацией с, при значении потенциала диффузного слоя φ, относительной диэлектрической проницаемости εr и тем-пературе t. При расчете принять константу Гамакера А* = 3.0•10–20 Дж. Вычисления сде-лать для расстояний между пластинами h: 2, 5, 10, 15, 25, 50 нм. Построить график зави-симости u = f(h). Задача Электролит c,ммоль/л t , °С εr φ, мВ 28 СаCl2 1,0 20 80,1 12 29 NaCl 5,0 25 78,3 20 30 K2SO4 2,0 15 82,2 32 31 (NH4)2SO4 0,5 10 83,8 25 33 Ba(NO3)2 0,3 22 79,2 22 34 CH3COONa 1,2 20 80,1 33 35 MgSO4 0,8 18 79,3 28 36 AlCl3 1,0 12 83,2 16 37 KBr 1,5 23 79,1 18

Учебники для ВУЗов