Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь 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 |
Уравнение Ленгмюра, его анализ. Изотерма адсорбции, предельная адсорбция.
Основные положения теории Ленгмюра следующие: - адсорбция молекул происходит не на всей поверхности адсорбента, а только на адсорбционных центрах, где имеются участки с наиболее нескомпенсированными силовыми полями; -каждый адсорбционный центр может удерживать только одну молекулу адсорбата, при этом адсорбированные молекулы не взаимодействуют со свободными молекулами, что приводит к образованию мономолекулярного слоя поглощаемого вещества; -процесс адсорбции обратим и носит динамический характер, т.к. адсорбированные молекулы удерживаются адсорбционными центрами только в течение определенного промежутка времени, после чего происходит десорбция этих молекул и адсорбция такого же числа новых молекул. Исходя из этих положений, Ленгмюр предложил уравнение адсорбции: Где Г∞- значение предельной адсорбции; с – равновесная концентрация адсорбента системе; К – константа адсорбционного равновесия. Зависимость адсорбции от концентрации ПАВ (изотерма адсорбции) имеет вид: На кривой четко видны три участка: I - ый участок – это прямая линия, выходящая из начала координат. Действительно, при малых концентрациях, когда с → 0 и (1 + Кс) ≈1, уравнение принимает вид Г = Г∞∙Кс, т.е. величина адсорбции прямо пропорциональна концентрации или давлению адсорбата. III – участок – соответствует прямой, параллельной оси абсцисс, что означает, что адсорбция достигла своего предельного значения. При этом Кс ›› 1 и (1 + Кс) ≈ Кс, тогда Г = Г∞ (произошло насыщение поверхности адсорбента молекулами адсорбата, так как сформировался мономолекулярный слой). II – ой участок соответствует криволинейной части графика и описывается полным уравнением Ленгмюра. 9. Адсорбция на границе твердое тело – жидкость, еѐ особенности. Факторы еѐ определяющие: величина удельной поверхности и сродство адсорбента к адсорбтиву, природа растворителя, природа поглощаемого вещества, влияние концентрации растворѐнного вещества на процесс адсорбции, влияние температуры. Существенным отличием адсорбции веществ из растворов является конкуренция между растворенным веществом и растворителем за возможность взаимодействовать с адсорбционными центрами на поверхности твердого адсорбента. Рассматривая этот вид адсорбции, остановимся на следующем:
1. При адсорбции из раствора важным фактором является величина удельной поверхности адсорбента и его сродство к поглощаемому веществу. Гидрофильные адсорбенты (силикагель, глины, пористые стекла) хорошо поглощают полярные вещества, а гидрофобные (сажа, активированный уголь) -–неполярные вещества. 2. Природа растворителя:Чем хуже данный растворитель смачивает поверхность адсорбента и чем хуже растворяет вещество, тем лучше будет происходить адсорбция растворенного вещества. 3. Природа поглощаемого вещества: а) выполняется правило «подобное взаимодействует с подобным», т.е. должно быть сродство между адсорбентом и адсорбтивом; б) Выполняется правило Шилова: Чем больше растворимость вещества в данном растворителе, тем хуже оно адсорбируется на поверхности твердого адсорбента. в) правило Ребиндера (правило уравнивания полярностей Ребиндера): На поверхности раздела фаз прежде всего адсорбируются те вещества, при адсорбции которых происходит выравнивание полярностей соприкасающихся фаз, причѐм с увеличением разности полярности фаз способность к адсорбции этих веществ возрастает. Эффективней всего адсорбируются молекулы веществ, имеющих дифильное строение. В этом случае идѐт эффективная адсорбция на твердом адсорбенте с самопроизвольной четкой ориентацией их молекул на границе раздела, выравнивающей полярности фаз. Полярный фрагмент молекулы обращен всегда к полярной фазе – к воде, силикагелю, а неполярный фрагмент – к неполярной (гидрофобной) фазе –активированному углю, маслу. 4. Влияние концентрации растворенного вещества на процесс адсорбции при постоянной Т описывается уравнением Ленгмюра. 5. Повышение температуры снижает эффективность адсорбции. Это объясняется ослаблением взаимодействия между адсорбентом и адсорбатом.
10.Адсорбция растворѐнного в жидкости вещества на твѐрдом адсорбенте, молекулярная адсорбция и ионная адсорбция. Молекулярная адсорбция – адсорбция из растворов неэлектролитов. В этих случаях растворенное вещество адсорбируется на поверхности твердого тела в виде молекул.
Особенности молекулярной адсорбции: наряду с растворѐнным веществом адсорбируются молекулы растворителя. Поэтому для адсорбции растворѐнного вещества его молекулы должны вытеснять с поверхности молекулы растворителя. Ионная адсорбция – адсорбция из растворов сильных электролитов. В этом случае растворённое вещество адсорбируется в виде ионов 11.Ионная адсорбция. Факторы, влияющие на ионную адсорбцию: химическая природа адсорбента, химическая природа ионов (лиотропные ряды Гофмейстера, влияние заряда иона на адсорбцию, правило Панетта – Фаянса). Особенности ионной адсорбции: 1. Адсорбируются заряженные частицы (ионы), а не молекулы. 2. Адсорбция происходит только на полярных адсорбентах, поэтому её часто называют полярной адсорбцией. 3. Адсорбция сопровождается образованием двойного электрического слоя (ДЭС). 4. Адсорбция является избирательной, т.е. на каждом данном адсорбенте катионы и анионы адсорбируются неодинаково. 5. В основе ионной адсорбции лежат химические силы, и она чаще всего кинетически необратима. 6. Для ионной адсорбции характерно явление обменной адсорбции Факторы: 1. Химическая природа адсорбента Чем более полярным является адсорбент, тем лучше он адсорбирует ионы из водных растворов. На активных центрах, несущих положительный заряд, адсорбируются анионы(-), на отрицательных – катионы(+). 2. Химическая природа ионов а) На адсорбцию ионов большое влияние оказывает величина радиуса иона. С увеличением кристаллического радиуса иона возрастает адсорбционная способность. В соответствии с этим ионы можно расположить в ряды по возрастающей способности к адсорбции. Эти ряды называют лиотропными рядами Гофмейстера: Li ‹ Na ‹ K ‹ Rb ‹ Cs б) Чем больше заряд иона, тем сильнее адсорбция: K ‹‹ Са ‹‹ Al Правило Панетта-Фаянса: На кристаллической поверхности адсорбируются те ионы, которые способны достраивать кристаллическую решетку и дают труднорастворимое соединение с ионами, входящими в кристалл. 12.Ионообменная адсорбция, еѐ особенности. Вещества иониты. Их деление на катиониты, аниониты и амфолиты. Деление ионитов по химической природе каркаса (неорганические, минерально-органические). Использование ионитов. Ионообменная адсорбция – это процесс, при котором твердый адсорбент обменивает свои ионы того же знака из жидкого раствора. Ионообменная адсорбция характерно: 1) эта адсорбция специфична, т.е. к обмену способны только определённые ионы, по своей природе этот процесс приближается к химическим явлениям 2) эта адсорбция не всегда обратима 3) протекает медленнее, чем молекулярная адсорбция 4) при этой адсорбции может меняться рН среды Иониты - вещества, проявляющие способность к ионному обмену при контакте с растворами электролитов. Большинство ионитов – твёрдые, нерастворимые, ограниченно набухающие вещества. Катиониты - способные обменивать свои положительные ионы Аниониты — которые способны обменивать свои отрицательно заряженные ионы на ионы внешней среды Амфолиты - молекулы, в структуре которых присутствуют как кислотные, так и основные группы. Деление ионитов по химической природе каркаса – на неорганические, органические и минерально-органические.
Неорганические и органические иониты могут быть природными и синтетическими. Минерально-органические состоят из органического полиэлектролита на минеральном носителе. Иониты применяются для очистки, разделения и концентрирования веществ из водных и газообразных сред. Хроматография. Понятия об адсорбционной, распределительной, ионообменной хроматографии. Хемосорбционная хроматография. Молекулярно-ситовая хроматография (или гельфильтрация). Деление хроматографии по технике эксперимента: колоночная, бумажная и тонкослойная хроматография. Хроматография – метод анализа и разделения смеси веществ, основанный на их различной адсорбции. Хроматография подразделяется: 1) Адсорбционная - основана на различной адсорбции разделяемых веществ. 2) Распределительная - основана на различии в растворимости и распределения веществ между двумя несмешивающимися жидкости. 3) Ионообменная - по обмену ионами между раствором и адсорбентом 4) Хемосорбционная – основана на различии в константах химической реакции. 5) Молекулярно-ситовая – основана на разделение смеси веществ с различным размером молекул. Колоночная хроматография — осуществляется пропусканием исследуемого раствора через стеклянную трубку, заполненную порошкообразным поглотителем. Бумажная хроматография - метод, основанный на распределении веществ между подвижной и неподвижной жидкими фазами. Тонкослойная хроматография - основанный на различной скорости перемещения компонентов смеси в плоском тонком слое сорбента при их движении в потоке подвижной фазы.
|
|||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-05; просмотров: 3374; 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 - 44.200.77.59 (0.035 с.) |