8. Уравнение Лангмюра, Шишковского, правило Траубе.

Уравнение Лангмюра выражает зависимость адсорбции от концентрации ПАВ:

– концентрация раствора ПАВ;

- константы;

- постоянная величина для всего гомологического ряда. Это предельное значение адсорбции, соответствующее полному заполнению поверхности молекулами ПАВ, когда толщина слоя равна толщине в 1 молекулу.

- постоянная только для данного вещества, она увеличивается при переходе к каждому гомологу.

Площадь:

Толщина:

Уравнение Шишковского выражает общую зависимость поверхностного натяжения раствора от концентрации предельных кислот в водных растворах.

Предельные кислоты:

– константы, связанные с константами уравнения Ландгура;

является постоянной для всего гомологического ряда;

константа увеличивается в 3-3.5 раза при переходе к каждому последующему гомологу.

Эмпирическое правило Траубе:

увеличивается при переходе к каждому последующему гомологу в 3-3.5 раза;

Константа из двух уравнений является :

которая выражает стремление молекул ПАВ концентрироваться на поверхности раздела фаз.

9. Адсорбция веществ на твёрдой поверхности. Уравнение Фрейндлиха.

Адсорбция на твёрдой поверхности в основном аналогична адсорбции на жидкости, но есть некоторые отличия:

1. При адсорбции на поверхности жидкости адсорбированное вещество извлекается из самой жидкой фазы, а адсорбция компонентов на поверхности твёрдого тела происходит из внешней среды.

2. На процессы адсорбции существенное влияние оказывает состояние поверхности адсорбата. Наиболее активными являются микровыступы, трещины и активные центры.

Различают физическую и химическую адсорбцию:

Физическая обусловленная действием сил междумолекулярного взаимодействия (на активированном угле). Химическая обусловлена действием химических сил (водородной, ионной или ковалентной связи).

При адсорбции на твёрдых адсорбентах определяют:

- количество вещества адсорбирующегося поверхностью;

– начальная концентрация раствора;

- равновесная концентрация;

- объём раствора адсорбата;

- масса адсорбента;

Т.к. поверхностное натяжение твёрдых тел определить невозможно, для описания изотермы адсорбции используют эмпирическое уравнение Фрейндлиха:

- Удельная адсорбция;

- равновесная концентрация адсорбата;

- эмпирические коэффициенты;

Уравнение Фрейндлиха описывает только параболический участок изотермы адсорбции, т.е. уравнение справедливо в области средних концентраций.

- количество вещества, адсорбированного единицей массы адсорбента при равновесной концентрации равной 1 моль/л.

- степень приближения параболической адсорбции от концентрации к прямолинейной зависимости. Данный коэффициент колеблеться от 0 до 1.

10. Кинетика гетерогенных процессов. Диффузионные процессы. Законы Фика.

Гетерогенными процессами – процессы, протекающие на границе раздела фаз: окисление металла кислородом воздуха, процессы на поверхности катализа, физико-химические процессы (растворение твёрдых тел и газов в жидкостях).

Особенность протекания гетерогенных процессов:

1. Зависимость протекания гетерогенных процессов от размера и состояния поверхности раздела фаз.

2. Многостадийность.

В любых гетерогенном процессе существует химическое превращение, протекающее на границе раздела фаз, а также транспорт исходных веществ и продуктов реакции.

Для гетерогенного процесса суммарная скорость будет определяться наиболее медленной стадией, т.к. процессы протекают последовательно. Следовательно, гетерогенный процесс может протекать в двух областях:

• Кинетической, при условии, если химическая реакция имеет самую медленную скорость.

• Диффузионной, если самой медленной стадией является транспорт веществ.

При изменении условий протекания реакций процесс может перейти из кинетической области в диффузионную, или наоборот.

Диффузионные процессы описываются законом Фика:

• Масса вещества переносимого путём диффузии в направлении оси через перпендикулярную этому направлению площадку за пропорционален площади площадки, времени и градиенту концентрации вдоль этого направления.

- коэффициент диффузии

• Устанавливает зависимость при условии фиксированного сечения: