LISTA nr 7

1. Proces adsorpcji par benzenu na graficie w temperaturze 298 K opisuje równanie Langmuira. Pod

ciśnieniem 40 Pa 5% powierzchni adsorbentu jest pokryte cząsteczkami benzenu. Cząsteczka leży

2

płasko na powierzchni i zajmuje 30 Å . Obliczyć powierzchnię właściwą grafitu wiedząc, że na 2 g

2

adsorbuje się 1 mmol benzenu pokrywając całą powierzchnię adsorbentu. Odp.: 90,33 m /g.

2. Na 1 g silikażelu adsorbuje się 0,2840 cm3 tlenu pod ciśnieniem 1,898 104 Pa oraz 1,430 cm3 pod

ciśnieniem 1,013 105 Pa (objętość gazu oznacza ilość gazu doskonałego zajmującego tę objętość w

warunkach normalnych). Stosując izotermę Langmuira, obliczyć objętość gazu potrzebną do

całkowitego pokrycia absorbentu warstwą monomolekularną. Odp.: 20,54 cm3

3

3. Dwie zwilżane kapilary o promieniach 1 i 2 mm wstawiono cieczy o gęstości 0,900 g/cm . Różnica

wysokości słupków cieczy, na jakie wzniosła się ona w kapilarach, wyniosła 3 mm. Obliczyć napięcie

powierzchniowe cieczy. Odp.: 0,0265 N/m.

4. Na jaką wysokość wzniesie się słup cieczy w rurce szklanej, zanurzonej pionowo w cieczy, o

średnicy 0,10mm, jeżeli gęstość i napięcie powierzchniowe tej cieczy w temperaturze 293 K wynoszą

odpowiednio 13,546 g/cm3 i 0,475 N/m? Założyć, ż ciecz nie zwilża powierzchni szkła. Odp.: 7,15 cm

5. Jaki będzie promień kropli wody, jeżeli w temperaturze 298 K prężność pary nasyconej nad jej

powierzchnią jest 2 razy wyższa od prężności pary nasyconej nad powierzchnią płaską? Oblicz liczbę

cząsteczek wody tworzących taką kroplę. Napięcie powierzchniowe wody w temperaturze 298 K

wynosi 0,0720 N/m. Odp.: 1,51 nm, 482 cząsteczki

6. Stałe a i b w równaniu Szyszkowskiego σ – σ = b·ln(1+ ac) w 298 K dla kwasu propionowego

o

3

wynoszą odpowiednio: 6,07 dm /mol i 1,29 10-2N/m. Wyznaczyć zależność nadmiaru

powierzchniowego kwasu od jego stężenia w fazie objętościowej oraz jego maksymalną wartość. Jaka

powierzchnia przypada wówczas na cząsteczkę kwasu w fazie powierzchniowej?

Odp.: 5,21 10-6mol/m2, 0,319 nm2

7. Na powierzchnię wody 0,15 m2 rozpylono 0,10 cm3 alkoholowego roztworu kwasu palmitynowego

o stężeniu 1,0 10-2 mol/dm3. Obliczyć powierzchnię zajmowaną przez jedną cząsteczkę.

Odp.:2,49 10-19m2

8. Zależność napięcia powierzchniowego roztworów kwasu masłowego od stężenia opisuje równanie

Szyszkowskiego σ – σ = b·ln(1+ ac). Wartości stałych b i a w 298 K wynoszą odpowiednio 0,013 N/m o

3

-3

i 19,64 dm /mol, natomiast napięcie powierzchniowe czystej wody wynosi 71,96·10 N/m. Obliczyć

napięcie powierzchniowe oraz nadmiar powierzchniowy roztworu kwasu masłowego o stężeniu 0,01

3

mol/dm oraz graniczną wartość nadmiaru powierzchniowego. Jaka powierzchnia przypada wówczas

na cząsteczkę kwasu w fazie powierzchniowej?

-3

-7

2

-6

2

Odp.: 69,63·10 N/m; 8,598·10 mol/m ; 5,25·10 mol/m ; 3,16 10-19m2.

9. Jaki promień muszą mieć kapilary występujące w pniach drzew, aby podnieść wodę na wysokość

15 m, jeżeli założyć, że jedynym czynnikiem odpowiadającym za ten transport jest napięcie

powierzchniowe wody wynoszące w 20oC 72,75 mN/m? Gęstość wody w tej temperaturze wynosi

0,9982 g/cm3. Odp.: 9,9 10-7m