Задание для самостоятельной подготовки

При подготовке к занятию необходимо усвоить следующие ос­новные понятия:

1) поверхностная энергия Гиббса и поверхностное натяжение; уравнение Гиббса;

2. поверхностно-активные, неактивные и инактивные вещества; изменение поверхностной активности в гомологических ря­дах (правило Траубе);

3. избирательная адсорбция; физико-химические основы ад­сорбционной терапии; гемосорбция; применение в медицине ионитов;

4. влияние природы адсорбента и адсорбтива на величину ад­сорбции.

Контрольные вопросы

1. За счет каких процессов может произойти уменьшение поверхностной энергии Гиббса: а) в однокомпонентных системах; б) в многокомпонентных системах?

2. Дайте определение понятия «поверхностное натяжение». В ка­ких единицах измеряется коэффициент поверхностного натяжения? Какие факторы влияют на поверхностное натяжение жидкостей? Какими методами можно измерить коэффициент поверхно­стного натяжения жидкостей?

3. Какие вещества называют поверхностно-активными? Каковы особенности строения молекул ПАВ? Приведите примеры природных ПАВ (по отношению к воде)?

4. Какую зависимость выражает изотерма поверхностного натя­жения? Приведите примеры изотерм поверхностного натяжения для ПАВ и поверхностно-неактивных веществ.

5. Сформулируйте правило Траубе. Покажите на графике, как расположены относительно друг друга изотермы поверхностного натяжения растворов масляной, уксусной и пропионовой кис­лот.

6. Сформулируйте правило выравнивания полярностей Ребиндера. Приведите примеры, иллюстрирующие это правило.

7. Изобразите схематически, как ориентируются молекулы ПАВ в насыщенном адсорбционном слое на границе раздела вода—воз­дух и бензол—вода. Одинаковы ли значения толщины насыщенного адсорбционного слоя и площади, приходящейся на одну молекулу, для пропанола и пентанола? Приведите примеры.

8. Дайте определение понятия «адсорбент». Приведите примеры полярных и неполярных адсорбентов. Для каких целей применяют сорбенты в медицине? Приведите конкретные примеры.

9. Сформулируйте правило Панета—Фаянса.

§13.3. Лабораторный практикум.

“Изучение адсорбции уксусной кислоты на угле”.

Цель работы:

1. построить изотерму адсорбции уксусной кислоты на угле;

2. графически определить константы уравнения Фрейндлиха.

Необходимые реактивы и оборудование: аппарат для встряхивания растворов в колбе, четыре плоскодонные колбы вместимостью 100 мл, активированный уголь марки БАУ или таблетки карболеина, фарфоровая ступка, бумажные фильтры, раствор фенолфталеина, раствор NaOH 0,1 N, растворы уксусной кислоты 0,025; 0,1; 0,3; 0,4 N.

Ход работы.

На весах отвешивают 4 навески активированного угля по 1г, предварительно растёртого в порошок и помещают в плоскодонные колбы с резиновыми пробками.

В каждую колбу с помощью пипетки вносят по 25 мл уксусной кислоты следующих концентраций: 0,025; 0,1; 0,3; 0,4 N. Растворы с углем тщательно перемешивают в течение 20 мин. Затем оставляют стоять на 40 – 60 мин, периодически взбалтывая суспензию угля для ускорения достижения адсорбционного равновесия.

Определяют исходные концентрации растворов уксусной кислоты (С_рав). Для этого в колбу отмеряют пипеткой или бюреткой 10 мл исход исходного раствора кислоты и титруют растворам NaOH 0,1N концентрации в присутствии фенолфталеина. Титрование проводят 3 раза, потом находят средний результат (V_ср).

По истечении заданного времени адсорбции суспензию угля отфильтровывают через фильтры (фильтры водой не смачивать) в конические колбы вместимостью 100 мл. Первые порции фильтратов – 10 капель – отбрасывают, так как в них концентрация уксусной кислоты может быть понижена за счёт адсорбции фильтровальной бумагой. Концентрацию равновесного раствора определяют так же, как и С_исх. Результаты эксперимента заносят в таблицу.

Объём NaOH для титр-ия кислоты до адсорб., мл	Кон-ция кислоты до адсорб. Срав, моль/л	Объём NaOH для титр-ия кислоты после адсорб., мл	Кон-ция кислоты после адсорб. Срав, моль/л	Кол-во кислоты до адсорб. в 25 мл р-ра, nо,ммоль	Кол-во кислоты после адсорб. в 25 мл р-ра, n,ммоль

По количеству израсходованной щёлочи на титрование находят точную концентрацию растворов уксусной кислоты по закону эквивалентов:

V_к-ты·N_к-ты=V_щел·N_щел

По результатам измерений и расчётам строят графики на миллиметровой бумаге: =ƒ() . В соответствии с уравнением Фрейндлиха в логарифмической форме lg=lgK+lgC , отрезок отсекаемый прямой на оси ординат равен lgK, а тангенс угла наклона прямой к оси абсцисс tgα=. По графику находят К и .