Определение параметрв пав

Приведём уравнение Ленгмюра к виду прямой, для этого найдём величину

= + tg угла наклона (имея данные величины можем рассчитывать параметры ПАВ)
Зная предельную адсорбцию можем вывчислить параметры адсорбционного слоя!

Толщина слоя – длина одной молекулы L= , где М- молекул масса, d –плотность в-ва

Площадь, занимаемая одной молекулой ПАВв насыщенном мономолекулярном слое =

Рассмотрим ПАВ какой-либо жидкости, его поведение. При переходе молекулы ПАВ на границу раздела поверхности натяжение изменяется на величину Δδ. Если площадь поверхности раздела S, то убыль свободной поверхностной энергии G ΔG= Δδ∙S на каждой единице поверхности возникает избыток молей вещества Г. Если смотреть на всю поверхность разделаГ δ. Поэтому концентрация ПАВ в объёме снижается от С до (С- ΔС). Работа, необходимая для такого уменьшения концентрации, составит А=(-Г)∙S∙R∙T∙ln( ), т.е. А=(-Г)∙S∙R∙T∙ln(1- ) При малых величинах ΔС, ln(1- ) принимает значение … т.к. работа равна убыли свободной энергии:

А=(-Г)∙S∙R∙T∙ Т.к. работа равна убыли свободной энергии А= -ΔG=- ΔδS следовательно Г∙S∙R∙T∙ -= - ΔδS а значит, Г∙R∙T∙ -= - Δδ, следовательно Г = – уравнение Гиббса для величины адсорбции. Г = – в дифференциальной форме.

Смачивание флотация

Смачивание-это поверхностное явление, которое заключается во взаимодействии жидкости с твердым телом или другой жидкостью, при наличии одновременного контакта этих двух фаз с воздухом.

Адгезия – это межмолекулярное взаимодействие конденсированных фаз.

Когезия – это притяжение молекул внутри отдельной фазы.

Если силы адгезии велики, то жидкость, нанесенная на поверхность твёрдой фазы, растекается на ней до тех пор, пока не образуется мономолекулярный слой – это называется полным смачиванием.

Если велики силы когезии, то нанесенная капля сворачивается в сферу. Это будет полное несмачивание.

Критерии гидрофильности

Угол (краевого) смачивания Θ, отсчитывается между твёрдой поверхностью и касательной, проведенной к поверхностикапли, в точке соприкосновения твердых фаз. (0<ϴ<π), отсюда cosϴ>0 для а), и сosϴ<0 для в).

Чем больше теплота смачивания – тем более гидрофильная поверхность

а) >

б) < (*)

Критерий Ребиндера – коэффициент гидрофильности – отношение теплоты смачивания водой к теплоте смачивания маслом:

а) K>1

б)K<1

Флотация- явление разделения частиц, основанное на избирательности их смачивания

Пример: белая глина (каомин) ∙ ∙2 O, уголь С

1)Адсорбция электролитов

2)Правило Панета-Фаянса

3)Ионно-обменная адсорбция. Иониты Уравнение Никольского

Электролиты в растворах диссасоциируют на ионы, которые могут накапливаться на границе раздела «твёрдое тело/жидкость», поэтому адсорбцию электролитов называют ионной. На их адсорбцию воздействует температура: с её ростом адсорбция растёт, поэтому она называется активированной.

Одной из особенностей активированной адсорбции является избирательность, т.е. неравенство адсорбции катиона и аниона. Избирательность ионной адсорбции описывается правилами Панета-Фаянса:

1)на твёрдой поверхности преимущественно адсорбируется тот ион, который имеет общую с этой поверхностью атомную группировку или изоморфную ей (близкую по параметрам).

AgN +KCl→AgCl↓+KN (т.е. AgN , , ), (KCl: ; ; )

2)Если поверхность заряжена, то на неё адсорбируются преимущественно те ионы, которые имеют заряд противоположный заряду поверхности.

3)Если в растворе имеется несколько ионов одинаковой валентности, то адсорбируется преимущественно тот ион, у которого больше радиус кристаллической решётки. (т.к. чем меньше R – тем меньше гидратируется ион, тем меньше его эффективный радиус в растворе и тем легче взаимодействие с поверхностью.

4)Если ионы в растворе различной валентности, то преимущестнно адсорбируются те ионы, заряд которых больше.

Второй особенностью активированной ионной сорбцией является её эквивалентность.

Если на поверхности твердого адсорбента уже адсорбированы ионы какого-либо электролита, то при контакте этого сорбента с другим электролитом, возможен обмен ионами между твердой фазой и средой. Причём происходит он в эквивалентных количествах и подчиняется закону действующих масс.

Иониты (ионно-обменные смолы) – высокопрочные молекулярные нерастворимые соединения, способные набухать в водных растворах и освобождать ионы в процессе диссоциации. Освободившиеся ионы замещаются другими ионами, имеющимися в растворе, с соблюдением эквивалентности и селективности. Природные и синтетические иониты могут быть органического и неорганического происхождения. В своем составе они имеют ионогенные группы, которые определяют функциональные свойства электролитов, поэтому они называются функциональными группами. По функциональным группам иониты делятся на:

1)Катиониты – они предстваляют собой многоосновные, нерастворимые кислоты, способные освобождать и обменивать катион водорода. Катионы могут находиться в водородной форме, либо в солевой форме: R= -водородная форма

R= +NaCl↔R- (солевая форма)+HCl

2)Аниониты – нерастворимые многоатомные основания, которые высвобождают и обменивают анион гидроксидола.

R-O +NaCl↔R- +NaOH (гидроксоионная форма ↔ солевая форма)

3)амфолиты – сочетают в себе свойства анионитов и катионитов.

Количественно ионно-обменная адсорбция описывается уравнением Никольского. Рассмортим реакцию обмена ионов на ионы . С учётом эквивалентности ионный обмен имеет вид: (ионит)+ (раствор)↔ + (раствор) (в ионном растворе)

Константа равновесия ионного обмена на , согласно закону действующих масс:

где а – активность ионов растворе х –количество адсорбированных ионов,

Выделим в одну сторону массы, в другую активность:

Количество Адсорбированного иона пропорционально его активности в растворе, т.е. чем сильнее адсорбционные свойства и активность ионов в растворе, тем сильнее он будет поглощаться:

Z- заряд ионов ← УРАВНЕНИЕ НИКОЛЬСКОГО