- •Методи визначення поверхневого натягу
- •Метод рахунку крапель
- •Метод капілярного підняття
- •Метод максимального тиску в газовому пухирці
- •Термодинаміка поверхневих явищ
- •Адсорбція
- •Термодинаміка адсорбції. Рівняння Гібса.
- •Рівняння Шишковського
- •3. Адсорбція на твердій поверхні
- •Адсорбенти. Класифікація
- •Природні Штучні
- •Вимоги до адсорбентів
- •Вплив різних факторів на величину адсорбції різних Адсорбентів
- •Теорія Ленгмюрa
Термодинаміка адсорбції. Рівняння Гібса.
Рівняння Гібса проводить паралель між надлишком адсорбованої речовини в поверхневому шарі Г, концентрацією ПАВ в розчині та поверхневим натягом .
1.ПАР із зростанням с зменшується
|
|
2.ПІАР із зростанням с збільшується … …
|
|
3.Речовини, які не впливають на поверхневий натяг
Величина характеризує адсорбційну здатність речовин (здатність адсорбуватись в поверхневому шарі).
Поверхнева активність
Визначають як tg дотичної до кривої при даному значенні концентрації
Для кожної концентрації можна розрахувати Г, і тоді ми будемо мати набір .Така залежність називається ізотермою.
Формула
По мірі збільшення концентрації ПАР адсорбція зростає різко, а потім все повільніше проходить через максимум. Який має назву граничної адсорбції.
Існування досить легко можна пояснити, виходячи з рівняння Ленгмюра.
ПАР у розчині орієнтовані Полярна група, яка має високу спорідненість до води (полярні фази) втягується в воду, в той час, як неполярний радикал, втягується в неполярну фазу.
При збільшенні вмісту ПАР утворюється мономолекулярний шар. При яких концентраціях молекули ПАР плавають на поверхні, це можливо завдяки гнучкості радикалу.
З ростом концентрації ПАР число молекул в поверхневому шарі збільшується, ланцюг припіднімається і приймає верхнє положення.
Частокол Ленгмюра пояснює той факт, що адсорбція зростає із збільшенням ланцюга в гомологічному ряду ПАВ, але для всіх членів ряду криві Г/С прагнуть до одного і того ж значення .
Малюнок
Насправді любий член ряду буде займати однакове місце на поверхні рідини. Довжина ланцюга не впливає на величину граничної адсорбції. Тому маючи можна визначити, яку площу займає одна молекула в поверхневому шарі якщо то , показує, яку площу займає 1 кмоль речовини при умові, що це не буде щільний мономолекулярний шар, тоді площа, яку займає одна молекула в поверхневому шарі:
Довжина молекули відповідає товщині шару
об’єм одного шару молекул 1кмоль
( - густина речовини в чистому стані 1 молекула)
довжина молекули
Чим довший радикал, тим легше адсорбуються молекули або тим більша їх поверхнева активність.
Правило Траубе:
При продовженні вуглеводневого радикалу на одну групу CH2 поверхнева активність зростаэ в 3 – 3,5 рази.
Рівняння Шишковського
Характеризує зміну поверхневого натягу із зміною концентрації і є перехідним між рівняннями Гібса та Ленгмюра.
A - характеризує поверхневу активність речовини (велике позитивне значення), залежить від довжини радикалу, підкоряється правилу Траубе;
B - залежить від температури та від природи полярної групи
3. Адсорбція на твердій поверхні
До типових адсорбційних процесів відносяться:
очистка парів та газів;
виділення цінних домішок;
гетерогенний каталіз;
хроматографічний аналіз та розділення сумішей;
Адсорбція – зміна концентрації речовини на поверхні фази відносно її концент рації в об’ємі.