Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Адсорбция на поверхности раздела жидкость – газСодержание книги
Похожие статьи вашей тематики
Поиск на нашем сайте
Для интерпретаций явлений адсорбции на границе раствор — газ весьма существенно установить связь между избытком адсорбированного вещества в поверхностном слое Г, концентрацией поверхностно-активного вещества в растворе с и поверхностным натяжением а на границе раствор — газ. Эта связь для разбавленных растворов дается известным уравнением адсорбции Гиббса, выведенным им в 1876 г.: для разбавленных растворов для концентрированных растворов. Уравнение адсорбции Гиббса устанавливает взаимосвязь адсорбции с концентрацией вещества в растворе и его поверхностной активностью. Поверхностная активность вещества, а значит, и адсорбция зависит от ряда факторов. 1. Природы вещества: ПАВ будут накапливаться в поверхностном слое (положительная адсорбция); поверхностно-инактивные вещества, наоборот, удаляться из поверхностного слоя (отрицательная адсорбция), если вещество не влияет на поверхностное натяжение, то адсорбции не наблюдается. 2. Полярности молекулы: уменьшение полярности молекулы приводит к росту поверхностной активности, а следовательно, к увеличению адсорбции.
3. Строения молекулы: для членов одного гомологического ряда увеличение длины углеводородного радикала на одно звено (−СН2−) приводит к увеличению поверхностной активности водных растворов этих веществ в 3 – 3,5 раза, при этом величина предельной адсорбции остается постоянной (эмпирическое правило Дюкло-Траубе). Математически правило Дюкло-Траубе может быть записано в виде следующего уравнения: . Правило Дюкло-Траубе объясняется определенной ориентацией молекул ПАВ в поверхностном слое (И. Ленгмюр, 1915 г.). При адсорбции полярная группа втягивается в полярный растворитель, например, в воду, а неполярный радикал выталкивается в неполярную фазу, например, в воздух (см. рис. 12). Происходящее при этом уменьшение поверхностной энергии ограничивает толщину поверхностного слоя размером с молекулу адсорбтива. Из-за вертикальной ориентации молекул ПАВ в поверхностном слое максимальная адсорбция Г∞ не зависит от длины углеводородного радикала, а определяется только размерами поперечного сечения молекулы, которые в данном гомологическом ряду не меняются. Пользуясь уравнением Гиббса, по изотерме поверхностного натяжения для поверхностно-активного вещества легко построить соответствующую изотерму адсорбции следующим образом. Возьмем какую-нибудь точку на изотерме поверхностного натяжения и проведем через нее касательную и прямые, параллельные осям координат, как это показано на рис. 13. Отрезок, отсекаемый на оси ординат касательной и прямой, параллельной оси концентраций, деленный на отрезок абсциссы, отсекаемый на ней прямой, проведенной через точку параллельно оси ординат, равен − C (dσ/d C), т. е. . Подставив значение, найденное для −dσ/d C, в уравнение Гиббса, получим: . Определив для ряда точек изотермы поверхностного натяжения соответствующие значения величины Г, легко построить изотерму адсорбции. Кроме того, для нахождения производной ds/d C можно воспользоваться эмпирическим уравнением Б.А. Шишковского, полученным им в 1908 г. , где σ0 и σi – поверхностное натяжение чистого растворителя и раствора соответственно; a и b – эмпирические константы. Уравнение Шишковского хорошо применимо для вычисления поверхностного натяжения жирных кислот с не слишком большим числом атомов углерода в молекуле (до С8). Из уравнения Шишковского следует, что . После подстановки в уравнение изотермы адсорбции Гиббса получим: . Теоретическое обоснование эмпирическое уравнение Б.А. Шишковского получило в рамках теории мономолекулярной адсорбции И. Ленгмюра (1917 г.), основные положения которой приведены ниже. =При адсорбции образуется насыщенный мономолекулярный слой адсорбированного вещества. =Адсорбция является квазихимическим процессом взаимодействия между адсорбатом и адсорбентом, который можно описать с помощью величин, характеризующих химическую реакцию (тепловой эффект, энергия Гиббса, константа скорости процесса и т. п.), но при этом превращение веществ отсутствует. =При адсорбции молекулы не могут перемещаться по поверхности, т.е. она локализована. =Адсорбированные молекулы не взаимодействуют друг с другом. Уравнение адсорбции Ленгмюра имеет вид: . Тогда константа а уравнения Шишковского связана с величиной предельной адсорбции: а = Г∞ RT; постоянная b имеет физический смысл константы равновесия процесса адсорбции. По величине Г∞ можно рассчитать размеры молекул ПАВ: площадь поперечного сечения , где NA – число Авогадро; длину молекулы , где М ПАВ – молярная масса ПАВ, d ПАВ – плотность раствора ПАВ.
|
||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-12-10; просмотров: 473; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.147.86.6 (0.008 с.) |