| Ytsammansättning: Fås enklast med ESCA. Ämnen som finns vid ytan kan också fås med hjälp av ESEM- instrument ( environmental SEM)
(4p)
-
a) För antalet partiklar gäller
Vid halveringstiden är n=n0/2 vilket ger att:
(5p)
b)
Total yta små=
Total yta stora =
Yta per tensidmolekyl = 18 *10-20 m2
Totalt antal mol som behövs för små doppar =
Totalt antal mol som behövs för stora doppar =
(3p)
3. a) Då flödet p.g.a.sedimentation är lika stort som
flödet p.g.a.diffusion blir nettoflödet =0
Detta kallas sedimentationsjämvikt
(2p)
b) Vid sedimentationsjämvikt gäller
om man plottar data såsom angivits i uppgiften så gäller att:
Där n= antalet varv per sekund
Lutningarna för de två graferna bestäms till 3,3cm-2 för den övre och 2,8 cm-2 för den undre. (lite svåravlästa)
Detta ger
Och
D.v.s det är troligt att det handlar om två subenheter.
(4p)
4. Ytspänning beror på obalans i de intermolekylära krafterna. En molekyl som
befinner sig i gränsytan påverkas inte av lika stora krafter åt alla håll. Detta leder till en resulterande kraft inåt åt bulken.
De attraktiva krafterna mellan molekylerna kan utgöras av Van der waals krafter, elektriska krafter eller metalliska ”bindningar”. Ju starkare
de intermolekylära krafterna är ju större blir obalansen och ju högre är den energi som behövs för att flytta en molekyl från bulken till ytan. Detta är den energi som behövs för att skapa ny gränsyta vilket är vad ytspänningen beskriver.
Vätska Verkande krafter
Hexan Dispersionskrafter
Oktan Dispersionskrafter (blir starkare ju större molekylen är)
Oktanol Dispersionskrafter och dipol-dipolinteraktioner och vätebindingar
Vatten Dispersionskrafter, dipol-dipol och vätebindningar
Kvicksilver Metallisk bidning (mycket stark växelverkan)
En gränssiktsspänning kan beräknas m.h.a. Fowkes approximation: , d.v.s. gränsskiktsspänningen är lägre än summan av ytspänningarna.
Korrekt tabell ska därför vara
Gränsytor ytspänning/gränsskiktsspänning ( mJ/m2)
Kvicksilver/luft 485
Hexan/luft 18,4
Hexan/vatten 51 beräknad till 51,1
Oktan/luft 21
Oktanol/luft 27,5
Vatten/luft 72,8
Kvicksilver/vatten 416 ”gissad” bör vara lägre än kvicksilver/luft
(7p)
5.
a) De tre olika beteendena är följande:
1- organiskt ämne, 2- elektrolyt, 3- ytaktivt ämne som bildarstrukturer ( miceller) (2p)
b) kurva 3 innebär att strukturer ( miceller) bildas i lösningen. Miceller bildas av
tensidmolekyler som har en hydrofob svans och ett hydrofilt huvud. Drivkraften
för micellbildning är att det är ogynnsamt för vattnet att växelverka med de
hydrofoba kedjorna
För att geometriskt passa för att bilda miceller bör huvudet vara stort och svansen
liten:
(3p)
c) För ytöverskottskoncentrationen gäller:
Ytan per molekyl fås då som:
(3p)
6. konstruktion av vatten avstötande material
I detta fall vill vi att SW ska vara stor och att SA ska vara liten så att P blir negativ d.v.s. alternativ b)
| 