Коллоидная химия. Педагогические тестовые материалы: Учебно-методическое пособие

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ Педагогические тестовые материалы Учебно-методическое пособие для вузов

Составители: В.Н.Вережников , Т.Н.Пояркова

ВОРОНЕЖ 2007 1

Утверждено Научно-методическим советом химического факультета 31 января 2007 года, протокол № 3

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре высокомолекулярных соединений химического факультета Воронежского государственного университета. Рекомендуется для студентов 3 курса дневного отделения химического факультета. Для специальности: 020101(011000) - Химия

2

В данном пособии представлены учебно-методические материалы, необходимые для изучения курса коллоидной химии студентами 3 курса химического факультета. Это тестовые материалы, созданные для промежуточной аттестации знаний студентов. Предлагаемое пособие позволяет не только организовать индивидуальную работу студентов, корректировать усвоение ими знаний, но предполагает повысить уровень контроля студентов, а также поддержку лекционных и лабораторных занятий. В данную разработку входят тесты по основным темам, изучаемым в общем курсе «Коллоидная химия» на 3-м курсе химического факультета : «Поверхностные явления», «Адсорбция», «Электроповерхностные свойства дисперсных систем», «Агрегативная устойчивость» и « Структурномеханические, молекулярно-кинетические и оптические свойства коллоидных систем». По каждой рассматриваемой теме приведен перечень контрольных вопросов, которые используются при проведении зачетных контрольных работ. Даны ссылки на учебники и учебно-методические пособия по курсу коллоидной химии.

3

Литература Основная 1. Щукин Д.Е. Коллоидная химия / Е.Д.Щукин, А.В Перцов, Е.А.Амелина. - М. : Высш. шк., 2004. 2. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии / Ю.Г Фролов. - М. : Химия, 1989. 3. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии / Д.А. Фридрихсберг. - Л. : Химия, 1984. 4. Волков В.А. Коллоидная химия. Поверхностные явления м дисперсные системы / В.А.Волков. –М. :МГТУ. Международная программа образования, 2000-2001. Дополнительная 1. Нейман Р.Э. Диалектика науки о коллоидах / Р.Э.Нейман. – Воронеж : Изд-во Воронеж. ун-та, 1984. 2. Русанов А.И. Коллоидная химия на рубеже столетий /А.И.Русанов // Журн. российского химического общества им. Д.И.Менделеева. - 2000. – Т.49, №4. 3. Дерягин Б.В. Теория устойчивости коллоидов и тонких пленок / Б.В.Дерягин. - М. : Наука, 1986. 4. Сумм Б.Д. Физико-химические основы смачивания и растекания / Б.Д.Сумм, Ю.В.Горюнов. - М. : Химия, 1976. 5. Зимон А.Д. Коллоидная химия / А.Д. Зимон. - М. : Агар, 2003.

4

Тест №1 ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ 1. Причиной несимметричного силового поля молекул в поверхностном слое является…. 1) тепловое движение молекул; 2) электростатическое отталкивание; 3) нескомпенсированность межмолекулярного взаимодействия со стороны разных фаз. 4) кривизна поверхности раздела фаз 2. По какому признаку классифицируют дисперсные системы на ультрадисперсные, микрогетерогенные и грубодисперсные : 1) по степени дисперсности; 2) по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды; 3) по взаимодействию дисперсной фазы и дисперсионной среды; 4) по взаимодействию частиц дисперсной фазы 3. По какому признаку классифицируют дисперсные системы на лиофильные и лиофобные : 1) по степени дисперсности; 2) по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды; 3) по взаимодействию дисперсной фазы и дисперсионной среды; 4) по взаимодействию частиц дисперсной фазы 4. По какому признаку классифицируют дисперсные системы на свободнои связнодисперсные: 1) по степени дисперсности; 2) по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды; 3) по взаимодействию дисперсной фазы и дисперсионной среды; 4) по взаимодействию частиц дисперсной фазы 5. Какой размер имеют частицы в ультрамикрогетерогенных (коллоидных) системах? 1) 10-7 – 10-5 м; 2) 10-5 – 10-3 м; 3) 10-9 – 10-7 м; 4) 10-9 6. Какой размер имеют частицы в микрогетерогенных системах? 1) 10-7 – 10-5 м; 5

2) 10-5 – 10-3 м; 3) 10-9 – 10-7 м; 4) 10-9 7. Какое из приведенных выражений характеризует поверхностное натяжение? 1) (∂F/∂ni) T,S,n j≠i; 2) (∂F/∂T) S,n i; 3) (∂U/∂s) S,V,n i 8. В атмосфере водяного пара находится кварцевая кювета с плоскими стенками и тонкий кварцевый капилляр. При повышении давления пара конденсация начинается 1) одновременно на стенках кюветы и капилляра; 2) вначале в кювете (при меньшем значении рs); 3) вначале в капилляре 9. Жидкость находится (1) в тонком смачиваемом капилляре радиуса r; (2) в капле радиуса r; (3) в макрофазе с плоской поверхностью (r=∞). Расположите эти системы в порядке возрастания давления насыщенного пара. 1) 11>2 15. При рекристаллизации осадков происходит (А) уменьшение дисперсности; (Б) увеличение дисперсности (В) не происходит изменение размера частиц, т.к. протекает процесс, который называется (1) адсорбция; (2) седиментация (3) изотермическая перегонка. Какое сочетание является правильным: 1) А3; 2) Б2; 3) Б1; 4) В3 16. Химический потенциал жидкости в микрофазе отличается от его значения в макрофазе на величину Δφ, которая для (1) капель; (2) для жидкости покрывающей внутренние стенки смачиваемого капилляра; (3) для жидкой пленки между плоскопараллельными смачиваемыми пластинами; (4) для жидкости в виде частицы цилиндрической формы равна (А) σVm/r; (Б) - σVm/r; (В) 2 σVm/r; (Г) -2 σVm/r. Какое сочетание правильное? 1) 1В, 2Г,3Б,4А; 2) 1А, 2В,3Б,4Г; 3) 1Г, 2В,3А,4Б; 4) 1Б, 2А,3Г,4В 17 . При измерении поверхностного натяжения по методу капиллярного поднятия использовали плохо очищенный капилляр, стенки которого покрыты жировым налетом, в результате чего жидкость не полностью смачивает капилляр 00< θ < 900 . Для расчета σ использовали формулу h=

2σ . Полученные значения σ ρ gr

1) больше истинного; 2) меньше истинного; 3) являются истинным 18. Расположите данные вещества в ряд по убыванию поверхностного натяжения: (1) анилин, (2) бензол, (3) вода, (4)гексан. 1) 1>3>4>2; 2) 4>2>1>3; 3) 3>1>2>4; 4) 3>1>4>2 19. Химический потенциал вещества (А) возрастает; (Б) уменьшается; (В) не изменяется при диспергировании т.к при этом 8

(Г) уменьшается; (Д) возрастает; (Е) не изменяется доля поверхностной энергии, приходящейся на единицу объема тела. Отредактируйте это утверждение (приведите комбинацию из двух букв). 1) БГ; 2) ВЕ; 3) АД; 4) АГ 20 . Коллоидные растворы отличаются от истинных следующими особенностями: А) очень слабо выражены коллигативные свойства; Б) значительно выше скорость диффузии растворенного вещества; В) растворенное вещество раздроблено до молекул (ионов); Г) частицы коллоидно-растворенного вещества способны проникать через ультратонкопористые мембраны; Д) являются оптически неоднородными (рассеивающими свет) средами; Е) все коллоидные растворы являются термодинамически неустойчивыми неравновесными системами Какие утверждения являются правильными? 1) БГВ; 2) АД; 3) ВГА; 4) АГ 21. В воду частично погружены (А) стеклянный цилиндрический капилляр диаметром d и (Б) две параллельные друг другу стеклянные пластинки, расстояние между которыми равно d. Равновесный уровень мениска будет выше в случае 1) А; 2) Б; 3) одинаков 22. Коллоидные растворы являются промежуточными (переходными) между истинно гомогенными и истинно гетерогенными системами, так как сочетают в себе признаки тех и других: А) частицы дисперсной фазы участвуют в тепловом (броуновском) движении; Б) коллоидные растворы обнаруживают коллигативные свойства; В) частицы коллоидно-растворенного вещества являются фазовыми частицами, имеют поверхность раздела с окружающей средой; Г) термодинамические свойства коллоидно-дисперсной фазы (химический потенциал, давление насыщенного пара, растворимость и др.) зависят от размера частиц. Какие из перечисленных признаков отличают коллоидные растворы от истинно гетерогенных систем? 1) АБГ; 2) АГ; 3) АВГ; 4) ВГ 23. Выделите из приведенных характеристик те, которые относятся к лиофобным дисперсным системам:

9

А) дисперсная фаза и дисперсионная среда сильно различаются по природе (полярности), характеру межатомных (межмолекулярных) взаимодействий; Б) межмолекулярные силы сильно не скомпенсированы на поверхности раздела фаз; В) поверхностное натяжение на границе раздела фаз имеет очень низкое значение (σ→0); Г) при образовании дисперсной системы энергия диспергирования не компенсируется энергией межмолекулярного взаимодействия на образующейся поверхности и возрастанием энтропии; Д) система возникает в результате самопроизвольного диспергирования, при этом изменение энергии Гиббса ΔG (или Б>В>Г; 2) АБ=Г; 3) АВ0, Г1) 1) при адсорбции ПАВ из водного раствора на границе с углеводородом; 2) при адсорбции ПАВ из углеводородной фазы на границе с водой ; 3) в обоих случаях 11. Уравнение изотермы поверхностного натяжения имеет вид: 1) σ = σ0 + A∞RT ln(1+kc); 2) σ = σ0 - A∞RT ln(1+kc); 3) σ = σ0 - A∞RT ln(1-kc) 12. Ниже приведены соотношения между работой адгезии (Wа) и когезии (Wс) (в соответствии с уравнением Дюпре-Юнга) при определенных значениях краевого угла смачивания. Укажите, какое из них является неправильным: 1) θ = 00; Wа = Wс ; 2) θ = 900 ; Wа = 0,5 Wс; 3) θ = 1800; Wа = 2 Wс 12

13. Для некоторого твердого тела и воды соотношение между работой адгезии и работой когезии имеет вид: 2Wа = Wс . Чему равен краевой угол смачивания? 1) 00 ; 2) 90 0 ; 3) 1800 14. Зависимость поверхностной активности от длины углеводородного радикала молекулы ПАВ выражается уравнением lnGn=const + n∆W/RT , где n – число углеродных атомов в прямой насыщенной алкильной цепи, а ∆W – (А) работа обратимого изотермического переноса 1 моля молекул ПАВ из объема раствора в поверхностный слой; (Б) работа обратимого изотермического переноса 1 моля метиленовых групп молекул ПАВ из объема раствора в поверхностный слой; (В) работа обратимого изотермического переноса 1 моля полярных групп молекул ПАВ из объема раствора в поверхностный слой 1) А; 2) Б; 3) В 15. На рисунках схематически представлены семейства изотерм А = f (с) ленгмюровской адсорбции на поверхности водных растворов кислот жирного ряда: н-уксусной и н-пропановой. Укажите, какой рисунок является правильным

А

Б

В

1) А; 2) Б; 3) В 16. Различные типы межфазного взаимодействия, наблюдаемые в гетерогенных системах, характеризуются понятиями: (1) когезия; (2) смачивание; (3) растекание; (4) адгезия, которые имеют следующий смысл: (А) взаимодействие жидкости с твердым телом или с другой жидкостью при наличии контакта трех несмешивающихся фаз; (Б) притяжение атомов и молекул в объеме фазы; (В) взаимодействие между приведенными в контакт поверхностями конденсированных фаз разной природы; (Г) взаимодействие между твердым телом и нанесенной на его поверхность жидкости в случае, когда работа адгезии превышает работу когезии жидкости. 13

Укажите вариант, в котором правильно соотнесены каждое понятие (цифра) и его содержание (буква): 1) 1Б; 4В; 3Г 2) 4А; 3Б; 1В 3) 4В; 2Г; 1А 17. В каплю воды на поверхности парафина внесен додецилсульфат натрия. В результате произошло 1) возрастание смачивания; 2) уменьшение смачивания; 3) смачивание не изменилось 18. С увеличением длины углеводородного радикала в гомологическом ряду ПАВ величина предельной адсорбции (А∞) 1) растет; 2) не изменяется; 3) уменьшается 19. Изотермическая работа обратимого процесса переноса 1 моля вещества из объемной фазы в поверхностный слой называется 1) работой осмотических сил; 2) адсорбционным потенциалом; 3) работой процесса самодиффузии. 20. Известно значение постоянной уравнения Ленгмюра А∞. Какие характеристики системы адсорбат-адсорбент можно получить с помощью этих величин? (А) удельную поверхностную энергию адсорбента; (Б) емкость адсорбционного слоя; (В) величину, характеризующую энергию взаимодействия адсорбата с адсорбентом; (Г) молекулярную площадку адсорбата; (Д) энергию межмолекулярного взаимодействия адсорбата на поверхности адсорбента; (Е) коэффициент β Дюкло-Траубе. Укажите комбинацию этих характеристик, содержащую только правильные ответы 1) АБ; 2) ВЕ; 3) БГ; 4) ДЕ 21. Известны значения постоянных уравнения изотермы мономолекулярной адсорбции Ленгмюра – предельная адсорбция (А∞) и константа адсорбционного равновесия (К). Какие параметры системы водный раствор

14

ПАВ – твердый пористый адсорбент характеризуют эти величины и могут быть рассчитаны с их помощью? (А) удельную поверхность адсорбента; (Б) емкость адсорбционного слоя; (В) величину, характеризующую энергию взаимодействия адсорбата с адсорбентом (химическое сродство Δ G0); (Г) молекулярную площадку адсорбата; (Д) энергию межмолекулярного взаимодействия адсорбата на поверхности адсорбента; (Е) коэффициент β Дюкло-Траубе. Укажите комбинацию этих характеристик, содержащую только правильные ответы: 1) АБГ; 2) АБВГ; 3) БДЕ; 4) АВГД 22. Величины (1) коэффициента растекания; (2) работы адгезии; (3) удельной флотирующей силы определяются выражениями (А) Х= σжг (1 - cosθ) ; (Б) Х= σжг (1 + cosθ); (В) Х= σжг ( cosθ - 1) Укажите вариант, содержащий правильное сочетание величины и ее уравнения 1) 2Б; 3В; 1А 2) 2В; 1А; 3Б 3) 3Б; 2Г; 1А 23. В каплю воды на поверхности кварцевой пластинки внесен гидрохлорид додециламмония [С12Н25N+H3]Cl- . В результате произошло 1) уменьшение краевого угла смачивания ; 2) возрастание краевого угла; 3) краевой угол не изменился 24. Согласно закону Генри, при малых концентрациях поверхностноактивного вещества в растворе (или при малых давлениях газа) величина адсорбции ПАВ (или газа) 1) обратно пропорциональна концентрации (давлению); 2) прямо пропорциональна концентрации (давлению); 3) не зависит от концентрации (давления) 25. Для (1) поверхностно-активных веществ; (2) поверхностно-инактивных веществ; (3) поверхностно-неактивных веществ справедливо выражение (А) μos = μov; (Б) μos > μov; (В) μos < μov Укажите вариант, содержащий правильное сочетание типа вещества (цифра) и соотношения стандартного химического потенциала вещества в объеме и в поверхностном слое (буква) 15

1) 1В; 2А; 3Б 2) 1Б; 2 А; 3В 3) 1В; 2Б; 3А 26. Для очистки бензола от примеси бутанола из двух адсорбентов следует предпочесть (1) силикагель (2) активированный уголь, так как в этом случае можно ожидать (А) большего значения коэффициента Дюкло-Траубе; (Б) большей разности полярностей между жидкой и твердой фазами; (В) большей величины поверхностного натяжения на границе Ж/Г; (Г) большей величины работы адсорбции и поверхностной активности бензола на поверхности Ж/Т. Укажите правильный вариант рекомендации (цифра) и ее обоснования (буква): 1) 1БГ; 2) 2АГ; 3) 2БВ; 4) 1ВГ 27. Строение адсорбционных слоев ПАВ на поверхности водных растворов при с→∞ как «частокола» Ленгмюра следует из (А) постоянства величины А∞ в гомологическом ряду; (Б) постоянства величины инкремента работы адсорбции ΔW независимо от положения метиленовой группы; (В) постоянства величины Δh в гомологическом ряду ( Δh - разность толщины адсорбционного слоя соседних гомологов); (Г) из уравнения состояния адсорбционного слоя πω=RT; (Д) постоянства величины молекулярной площадки ПАВ, независимо от длины углеводородного радикала. Укажите правильное сочетание признаков, обосновывающих указанную структуру насыщенных адсорбционных слоев: 1) АВД; 2) БГД; 3) ВГД; 4) АВГ 28. При нанесении на поверхность некоторого твердого тела при контакте с воздухом капли воды и капли углеводорода, они образуют острый краевой угол (θ900). Отсюда следует, что данное тело 1) гидрофильно; 2) гидрофобно; 3) приведенных данных недостаточно для однозначного вывода 29. Для увеличения удельной флотирующей силы f и повышения эффективности флотационного обогащения руды необходимо (1) увеличить краевой угол смачивания частиц руды водной фазой; (2) уменьшить краевой угол, что следует из уравнения 16

(А) f = σжг (1 - Cosθ ); (Б) f = σжг (1 + Cosθ ); (В) f =

σ тг − σ тж . σ жг

Укажите правильный вариант рекомендации (цифра) и ее обоснования (буква): 1) 2В; 2) 1А; 3) 1Б 30. По каким формулам можно рассчитать следующие величины: (1) гиббсовскую адсорбцию; (2) площадь, занимаемую одной молекулой в насыщенном адсорбционном слое: (3) толщину монослоя; (4) удельную поверхность адсорбента (5) ленгмюровскую адсорбцию? (А) X =

A Kc 1 Γ M dσ c ; (Б) X = ∞ ; (В) X = ∞ ; (Г) X=SmГ∞NА; (Д) X = − Γ∞ N ρ 1 + Kc dc RT

1) 1Д; 2А; 3Б; 4Г; 5В 2) 1Б; 2Г; 3А; 4В; 5Д 3) 1Г; 2Д; 3В; 4А; 5Б 31. Какие из приведенных формул выражают правило Дюкло-Траубе? (А) Gn+1/Gn =β;

(Б ) G = lim

(Г) β= eΔW/RT

(− c →0

dσ ); dc

(В) (-dσ/dc)n /(-dσ/dc)n+1= β;

1) АБ; 2) БГ; 3) АГ; 4) все 32. Как ориентируются (1) олеат-анионы RCOO- на поверхности частиц латекса полистирола из водной фазы; (2) катионы додециламмония RNH3+ на поверхности кварца из водного раствора: (А) полярная группа закрепляется на поверхности частицы (взаимодействует с поверхностными атомами твердой фазы), а углеводородный радикал обращается в сторону водной фазы; (Б) углеводородный радикал располагается на поверхности частицы, а полярная группа втягивается в водную фазу 1) 1Б; 2А; 2) 1Б; 2Б; 3) 1А; 2Б 33. Поверхностно-активные вещества положительно адсорбируются на поверхности водных растворов, так как (А) полярные группы молекул ПАВ гидратированы; (Б) силы межмолекулярного притяжения полярных молекул воды между собой (H2O - H2O ) больше, чем между молекулами воды и неполярными углеводородными радикалами ПАВ (R- H2O ); (В) ПАВ повышают поверхностное натяжение растворов; 17

(Г) переход углеводородных радикалов молекул ПАВ в неполярную фазу энергетически выгоден. Укажите вариант, который содержит правильный ответ 1) БВ; 2) ВГ; 3) АБ; 4) БГ 34. Какие два выражения характеризуют условия растекания жидкости по поверхности твердого тела (или другой жидкости)? (А) σТГ ≥ σТЖ + σЖГ ; (Б) σТГ ≥ σТЖ - σЖГ ; (В) Wa ≥Wc . 1) АВ; 2) БВ; 3) АБ 35. При каком условии частица минерала будет удерживаться на поверхности воды (т.е. возможна флотация)? (1) σТГ < σТЖ + σЖГ (2) σТЖ < σТГ + σЖГ (3) σТГ = σТЖ - σЖГ

18

Тест №3 ЭЛЕКТРОПОВЕРХНОСТНЫЕ СВОЙСТВА ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ Механизмы образования ДЭС 1. Золь AgJ получен взаимодействием AgNO3 и KJ при избытке KJ. Какой ион будет потенциалоопределяющим? 1) Аg+; 2) J- ; 3) К+ ; 4) NO32. Каковы возможные причины возникновения ДЭС на поверхности частиц гидрозоля кремнезема в воде? 1) адсорбция ионов стабилизатора 2) ионизация поверхностного слоя 3) достраивание кристаллической решетки ионами из раствора 3. При получении эмульсий типа “масло в воде” в качестве стабилизаторов использованы гидрохлорид додециламмония .Каков знак заряда капель? 1) положительный; 2) отрицательный; 3) нет заряда 4. К какому электроду будут перемещаться макромолекулы белка в кислой среде? 1) к катоду ; 2) к аноду; 3) не будут перемещаться 5. При синтезе латекса полистирола в качестве стабилизатора использовали додецилсульфат натрия С12Н25OSO3Na. Какой ион будет потенциалопределяющим? 1) Na+ ; 2) С12Н25O-; 3) С12Н25OSO36. Гидрозоль сульфида мышьяка (III) получен пропусканием избытка сероводорода через раствор мышьяковистой кислоты: 2 H2AsO3 + 3 H2S = As2S3↓ + 6 H2O Заряд частиц будет А) положительный (вследствие адсорбции ионов Н+); Б) отрицательный (вследствие адсорбции ионов Н S-); В) заряд отсутствует 7. Гидрозоль хлорида железа (III) получен гидролизом FeCl3 при кипячении раствора: FeCl3 + 3 H2O ↔ Fe(OH)3↓ + 3 HCl 19

В результате образуется мицелла, строение которой можно выразить формулой {m[Fe(OH)3] nFeO+ (n-x)Cl-} xClУкажите составляющие части мицеллы: 1) ядро мицеллы 2) потенциалопределяющие ионы 3) противоионы от частицы до границы скольжения 4) противоионы диффузной части ДЭС. а) m[Fe(OH)3]; б) xCl-; в) (n-x)Cl- г) nFeO+ Варианты ответа: 1) 1б; 2а; 3г; 4в 2) 1а; 2г; 3в; 4б 3) 1г; 2а 3в 4б 8. Гидрозоль иодида серебра получен по реакции: AgNO3+ KI = AgI + KNO3 в присутствии избытка AgNO3 . Формула мицеллы золя имеет вид: 1) {m[AgI] nAg + (n - x)NO3-} xNO32) {m[AgI] nI- (n – x)K+} xK+ 3) {m[AgI] n NO3-(n – x)Ag+ }xAg+ Укажите правильный ответ. Электрокинетические явления 9. Что называют границей скольжения при электрокинетических явлениях? 1) границу между адсорбционным и диффузионным слоями противоионов; 2) границу, по которой проходит разрыв ДЭС при тепловом движении частиц; 3) границу, по которой проходит разрыв ДЭС при наложении внешнего электрического поля; 4) границу раздела фаз. 10. Что такое 1) электрофорез 2) электроосмос 3) потенциал седиментации 4) потенциал течения? а) течение жидкости в капилляре под действием электрического поля; 20

б) возникновение ЭДС при оседании частиц; в) движение частиц дисперсной фазы под действием электрического поля; г) возникновение ЭДС при течении жидкости через капиллярнопористое тело. Выберите правильный ответ: 1) 1а; 2б; 3в; 4г 2) 1в; 2а; 3б; 4г 3) 1б; 2г; 3а; 4в 11. Какой вид имеет уравнение Гельмгольца-Смолуховского, связывающее величину ζ-потенциала и скорость электрофореза (электроосмоса)? 1) u =

εε 0ς H η ςH ; 2) u = ; 3) u = εε 0ς H εε 0 η

12. Какой вид имеет уравнение Гельмгольца-Смолуховского, связывающее потенциал течения Е с ζ-потенциалом? 1) Е =

εε 0 ΔΡ κη ς ; 2) E = ς εε 0 Δp κη

;

3) E =

κη ς εε 0

13. Найдено, что для частиц гидрозоля каучука (латекса) безразмерный радиус χr =0,01, в водной фазе содержатся только однозарядные ионы. Какое уравнение следует использовать для расчёта ζ- потенциала по скорости электрофореза? 1) ς =

ηu ηu ηu ; 2) ς = f ( χr ) ; 3) ς = 3 / 2 εε 0 E εε 0 E εε 0 E

14. Найдено, что для частиц гидрозоля каучука (латекса) безразмерный радиус χr =0,01, в водной фазе содержатся только однозарядные ионы. Какое уравнение следует использовать для расчёта ζ- потенциала по скорости электрофореза? 1) уравнение Гельмгольца-Смолуховского; 2) уравнение Гюккеля; 3) уравнение Генри 15. В каких случаях вклад поверхностной проводимости в общую электропроводность капиллярно-пористой системы повышается? А) при уменьшении радиуса капилляров; Б) при уменьшении ионной силы; В) при увеличении радиуса капилляров; 21

Г) при повышении ионной силы Выберите правильный ответ: 1) АБ; 2) АГ; 3) ВГ; 4) БВ 16. Какими свойствами должна обладать контактная («боковая») жидкость при электрофорезе? 1) не вызывать коагуляцию исследуемого золя, иметь одинаковую электропроводность с золем, отличаться по оптической плотности 2) коагулировать золь, иметь одинаковую оптическую плотность и одинаковую электропроводность 3) иметь одинаковую электропроводность с золем, различную оптическую плотность и вязкость 17. Через заправочный трубопровод прокачивают бензин при постоянном давлении Р. На концах трубопровода возникает разность потенциалов: E=

εε 0 pζ . В каком случае меньше опасность искрового разряда (пожара)? kη

1) чистый бензин; 2) бензин, содержащий растворенный в нем стеарат кальция; 3) бензин, содержащий керосин в качестве примеси Строение ДЭС 18. Как располагаются в пространстве противоионы по теории Штерна? 1) рассеяны в пространстве на некотором расстоянии от границы раздела фаз, образуя диффузный слой; 2) расположены вблизи границы раздела фаз, образуя плоский конденсатор; 3) часть противоионов находится вблизи границы раздела фаз, образуя адсорбционный слой, часть рассеяна в пространстве, образуя диффузный слой противоионов 19. Чему равна эффективная толщина диффузионного слоя? 1) расстоянию, на котором потенциал диффузионного слоя снижается до нуля; 2) расстоянию, на котором потенциал диффузионного слоя снижается в е раз; 3) расстоянию, на котором потенциал диффузионного слоя снижается в 2 раза; 4) расстоянию, на котором потенциал диффузионного слоя остается постоянным

22

20. Какая формула используется для расчета эффективной толщины диффузного слоя? 1) λ =

εε 0 RT 2F 2 I

; 2) λ =

2F 2 I ; 3) ни одна, ни другая εε 0 RT

21. По какой формуле определяют потенциал ДЭС ϕх на расстоянии x от межфазной поверхности по теории Гуи-Чепмена в случае слабо заряженных золей? 1) ϕх = ϕδ ⋅ еκх ; 2) ϕх = ϕ0⋅ еκх ; 3) ϕх = ϕ0⋅ е -κх 22. Какой потенциал называют электрокинетическим? 1) потенциал на границе раздела фаз; 2) потенциал на границе скольжения; 3) потенциал на границе адсорбционного и диффузионного слоев; 4) потенциал ДЭС на расстоянии от границы раздела фаз, равном эффективной толщине диффузной части ДЭС. 23. Какой из перечисленных ионов обладает наибольшей способностью сжимать ДЭС в золе сульфида сурьмы (111) Sb2S3 , стабилизованном нитратом сурьмы? 1) Са2+ ;

2) Cl- ;

3) SO42- ;

4) Na+.

24. Почему при возрастании радиуса ионов, имеющих одинаковый заряд, усиливается сжатие ДЭС? 1) из-за уменьшения гидратации ионов; 2) из-за возрастания дипольного момента иона; 3) из-за увеличения адсорбции иона; 4) из-за увеличения кристаллохимического радиуса иона 25. При каких условиях возможна структура ДЭС по Гельмгольцу? 1) при высокой концентрации индифферентного электролита; 2) без добавок электролита; 3) невозможна ни при каких условиях 26. На схеме строения диффузного двойного электрического слоя по Штерну укажите границу скольжения

23

1) А;

2) Б ; 3) В ; 4) Г

27. В чем состоят недостатки теории диффузного ДЭС Гуи-Чепмена ? А) не учитывает влияние заряда противоионов индифферентных электролитов на ДЭС; Б) не может объяснить различное влияние на электрокинетический потенциал ионов одинакового заряда, различающихся по размеру; В) не объясняет явление перезарядки золей Выберите правильный ответ:1) А и Б; 2) А и В; 3) Б и В. 28.

1) Потенциал границы раздела фаз – это … 2) Потенциал диффузного слоя – это … 3) Электрокинетический потенциал – это … 4) Изоэлектрическая точка – это …

А) потенциал, возникающий на границе скольжения; Б) потенциал, возникающий на границе дисперсной фазы и дисперсионной среды; В) потенциал, возникающий на границе адсорбционного и диффузных слоев; Г) ничего из перечисленного Выберите правильный ответ: 1) 1А, 2Б. 3Г. 4Д; 2) 1Б, 2В, 3А, 4Г; 3) 1Г, 2Д, 3В, 4А.

24

29. Какие факторы влияют на распределение противоионов в дисперсионной среде вблизи заряженной поверхности по теории: А) Гельмгольца; Б) Гуи-Чепмена; В) Штерна 1) электростатические силы; 2) электростатические силы и тепловое движение ионов; 3) тепловое движение ионов, электростатические силы и адсорбционные (некулоновские) силы Выберите правильный ответ:1) А2, Б3, В1; 2) А1, Б2, В3; 3) А3, Б2, В1 30. Частицы гидрозоля AgJ имеют поверхностный потенциал ϕ0= 27 мВ. Чему равен потенциал ϕ на расстоянии от поверхности частицы равном эффективной толщине диффузной части ДЭС? 1) 20 мВ; 2) 10 мВ; 3) 9 мВ;

4) 2,7 мВ

Влияние электролитов на ДЭС 31. Какой электролит называют индифферентным? 1) один из ионов которого способен достраивать кристаллическую решетку агрегата мицеллы; 2) не содержащий ионов, способных достраивать кристаллическую решетку агрегата мицеллы и изменять поверхностный потенциал ϕ0; 3) не содержащий ионов, образующих диффузную часть ДЭС 32. Какой электролит называют неиндифферентным? 1) содержащий ионы, способные достраивать кристаллическую решетку агрегата мицеллы; 2) содержащий ионы , одноименные с противоионами мицеллы; 3) не содержащий ионы, способные достраивать кристаллическую решетку агрегата мицеллы; 4) не содержащий ионы, входящих в мицеллу золя

33. Какой из ионов обладает наибольшей способностью сжимать ДЭС в золе MnO2, стабилизованным КМnО4 ? 1) Ва2+;

2) Cl- ;

3) SO42- ;

4) К+

34. Какой из перечисленных ионов обладает наименьшей способностью сжимать ДЭС в золе AgJ, стабилизованным AgNО3 ? 1) Nа+ ;

2) Cl- ;

3) SO42- ;

4) Ca2+ 25

35. Какой из электролитов может вызвать перезарядку золя молибдата железа (111), стабилизованного хлоридом железа (111)? 1) хлорид натрия; 2) хлорид кальция; 3) фосфат натрия; 4) нитрат железа (111) 36. Какой из электролитов может вызвать полную перезарядку золя Sb2S3, стабилизованного хлоридом cурьмы (III)? 1) хлорид натрия; 2) сульфат калия; 3) фосфат натрия; 4) сульфид натрия 37. При введении в положительно заряженный золь эквимолярных количеств галогенидов калия в каком порядке можно расположить эти соли по вызванному ими снижению величины ζ- потенциала частиц золя: 1) KCl> KBr> KJ; 2) KBr> KCl> KJ; 3) KJ> KBr>KCl; 4)KJ 0; dh dU 2) > 0; dh

UmBr- >J2) J- >Cl- >Br3) J- = Cl- = Br29. При увеличении концентрации индифферентного электролита в золе происходит (при фиксированном расстоянии между частицами h=const) 1) снижение энергии электростатического отталкивания и потенциальной энергии притяжения частиц; 2) повышение потенциальной энергии электростатического отталкивания и потенциальной энергии притяжения частиц; 3) снижение потенциальной энергии отталкивания ; потенциальная энергия притяжения частиц не изменяется Потенциальные кривые и состояние системы 30. Потенциальная кривая взаимодействия частиц лиофобного коллоида имеет вид: 10

8

U

6

Um 4

2

h

UII 0 0

2

4

6

8

10

При этом Um >kT, U11 > kT. В каком состоянии находится система? 1) агрегативно устойчива; 2) возможна коагуляция с образованием контактов через прослойки среды и тиксотропно-обратимых структур; 3) возможна коагуляция с образованием фазовых контактов между частицами 31. Потенциальная кривая взаимодействия частиц лиофобного коллоида имеет вид: 36

10

8

U

6

Um 4

2

h

UII UI

0 0

2

4

6

8

10

При этом Um >kT,U11 < kT. В каком состоянии находится система? 1) агрегативно устойчива; 2) возможна коагуляция с образованием контактов через прослойки среды и тиксотропно-обратимых структур; 3) возможна коагуляция с образованием фазовых контактов между частицами 32. Потенциальная кривая взаимодействия частиц лиофобного коллоида имеет вид: 10

8

U

6

h 4

2

0 0

2

4

6

8

10

В каком состоянии находится система? 1) агрегативно устойчива; 2) протекает быстрая коагуляция; 3) протекает медленная коагуляция

37

Механизм коагуляции 33. Введение индифферентных электролитов приводит к коагуляции лиофобных золей, потому что 1) происходит нейтрализация заряда частиц; 2) происходит сжатие диффузной части ДЭС и уменьшение сил электростатического отталкивания частиц; 3) увеличиваются силы взаимного притяжения частиц 34. Дан золь SiO2 (среда щелочная). Укажите ряд, где приведены только те ионы, которые способны вызвать коагуляцию: 1) Ca2+, Cl-, J2) Ca2+, K+, Li+ 3) CNS-, OH-, [Fe(CN)6]435. Коагуляцию ионно-стабилизированных коллоидных систем способны вызвать любые индифферентные электролиты, потому что 1) происходит расширение диффузной части ДЭС и повышение потенциального барьера отталкивания частиц; 2) происходит сжатие диффузной части ДЭС и снижение потенциального барьера отталкивания частиц; 3) происходит адсорбция противоионов на поверхности коллоидных частиц и снижение потенциала частиц 36. В отрицательно заряженный золь введен электролит, катионы которого образуют с потенциалоопределяющими ионами нейтральное недиссоциирующее соединение. Какой механизм коагуляции будет преобладающим? 1) концентрационный; 2) Нейтрализационный; 3) ни один из перечисленных

38

Тест №5 Структурно-механические, молекулярно-кинетические и оптические свойства коллоидных систем Вязкость 1. В каких единицах измеряется вязкость в системе СИ? 1) Пуазах; 2) Паскаль секундах; 3) Паскалях 2. Течение идеально вязкой жидкости согласно Ньютону описывается уравнением: 1) τ -τ* = ηв ⋅ du/dx 2) τ = η ⋅ du/dx 3) ηуд = (η - η0)/ η0 3. Вязкость разбавленных монодисперсных золей с жесткими сферическими частицами возрастает с концентрацией согласно уравнению Эйнштейна: 1) D =

kT 6πηr

2) η = η0 ( 1+ 2,5ϕ) 3) [η] =

lim с →0

η уд с

4. Имеем слабоструктурированную жидкость - раствор полимера, в котором макромолекулы образуют непрочные трехмерные ассоциаты за счет межмолекулярных связей. В области не слишком малых напряжений сдвига раствор течет как неньютоновская псевдопластическая жидкость. Как изменяется в этой области эффективная вязкость с увеличением напряжения сдвига? 1) остается постоянной; 2) возрастает; 39

3) уменьшается 5. При ламинарном течении ньютоновских жидкостей вязкость 1) растет прямо пропорционально приложенному напряжению сдвига; 2) не зависит от напряжения сдвига; 3) остается постоянной в области очень малых напряжений сдвига Диффузия и броуновское движение 6. Уравнение Эйнштейна, устанавливающее зависимость коэффициента диффузии от размера коллоидных частиц, имеет вид: 1) Δ2 = 2Dt 2) D =

kT 6πηr

3) dm = − D ⋅

dc Sdt dx

7. Каков механизм броуновского движения частиц в дисперсионной среде? 1) частицы движутся в гравитационном поле; 2) частицы сталкиваются между собой и передают импульс в произвольном направлении; 3) молекулы среды сталкиваются с частицами и передают им импульс 8. Какое из уравнений является уравнением Эйнштейна-Смолуховского? 1) Δ = 2 Dt 2) D =

kT 6πηr

3) η = η0 ( 1+ kϕ) 9. При каких размерах частиц наблюдается броуновское движение? 1) < 100 нм 2) < 1 мкм 3) < 10 мкм 10. Мерой интенсивности броуновского движения коллоидных частиц является

40

1) сумма всех смещений частицы по всем направлениям за единицу времени; 2) среднее арифметическое значение квадратов смещений частицы по всем направлениям за единицу времени; 3) среднее квадратичное значение проекций смещения частицы в определенном направлении Оптические свойства 11. Какое из оптических явлений невозможно в коллоидно-дисперсных системах? 1) дифракция света; 2) отражение света от поверхности частиц; 3) поглощение света 12. Белый" золь освещается монохроматическим светом с длиной волны 400нм (синий) и 700нм (красный). В каком соотношении находятся величины мутности? 1) τ 400 = τ700 2) τ 400 > τ700 3) τ 400 < τ700 13. Какое из приведенных определений мутности является неправильным? 1) мутность - это величина, обратная толщине слоя, при которой проходящий свет ослабляется в е раз; 2) мутность - это величина, численно равная логарифму отношения интенсивности падающего и проходящего cвета через рассеивающую среду; 3) мутность - это величина, равная интенсивности света, рассеянного по всем направлениям единицей объема системы при интенсивности падающего света равной 1 14. Согласно уравнению Рэлея интенсивность рассеянного света возрастает прямо пропорционально... 1) кубу диаметра частиц; 2) квадрату длины волны падающего света; 3) численной концентрации частиц

41

Учебное издание

Коллоидная химия Педагогические тестовые материалы Учебно-методическое пособие для вузов

Составители: Вережников Виктор Николаевич Пояркова Татьяна Николаевна

Редактор Воронина А.П.

42