Ші ретті реакцияныњ жылдамдыќ константасыныњ тењдеуін табыњдар

а) б)

в) г)

ГЛОССАРИЙ:

- Химиялық реакцияның жылдамдығы әрекеттесуші заттардың концентрациясының уақыт бірлігіндегі өзгерісімен анықталады - орташа жылдамдық, уақыт моментінде - шынайы жылдамдық.

- Реакцияның жылдамдық константасы дегеніміз - реагенттердің бірлік концентрациясы кезіндегі реакцияның жылдамдығын анықтайтын т±раќты шама.

- Реакцияның реті деп - реакцияның кинетикалық теңдеуіндегі концентрациясы жанындаѓы дәреже көрсеткішін айтады.

- Реакцияныњ молекулалыѓы деп єрекеттесудің қарапайым актісінде қатысатын реагенттердің молекула санын айтады.

- Реакцияның активтендіру энергиясы деп химиялық әрекеттесу актісі µту ‰шін қажетті және жеткілікті энергияның минимальді қоры.

 

ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР.

1. Жуховицкий А.А.,Шварцман А.А. «Физическая химия» М.,»Металлургия»,1976,с.318-344.

2. Практикум по физической химии под ред. С.В.Горбачева, М.,»Высшая школа»,1974,с.322-344.

 

 

Ќ Ж±банов атындаѓы Аќтµбе мемлекеттік университеті
	САПА МЕНЕДЖМЕНТІНІЊ Ж‡ЙЕСІ
Лабораториялыќ сабаќтарѓа арналѓан єдістемелік н±сќау
07.04.01

 

№___ Сабаќ

Таќырыбы: «ЕРІТІНДІЛЕРДІҢ БЕТТІК КЕРІЛУІН ЖӘНЕ ЕРІТІНДІ - АУА

ШЕКАРАСЫНДА АДСОРБЦИЯСЫН АНЫҚТАУ»

 

Ж±мыстыњ маќсаты:

1. Беттік керіліді өлшеу әдістерімен танысу.

2. Ерітіндініњ беттік керілуініњ оның концентрациясына жєне ерітілген

заттың табиғатына тәуелділігін зерттеу.

3. Адсорбцияныњ беттік активті заттардыњ табиғатына және концентрациясына

тәуелділігін зерттеу.

 

Материалдар жєне жабдыќтар: Ребиндер аспабы, µлшеуіш колбалар, дистилденген су, манометр, зерттелетін заттардыњ ж±мыс ерітінділері.

Ж±мыстыњ мазм±ны жєне орындалу тєртібі:

 

ТЕОРИЯЛЫЌ Б¤ЛІМ

Екі фазаның бµліну бетінде әрқашан беттік керілу пайда болады. Ол бµліну бетініњ екі жаѓында орналасќан молекулалар, атомдар жєне иондар арасындаѓы єрт‰рлі к‰штердіњ єсерініњ жєне бµліну бетініњ шекарасында соның салдарынан атом мен молекулалар арасында әр түрлі күштердің әрекеттері байқалады.Осы қабатта орналасқан молекула атом иондар, әрбір фазаның ішінде орналасқан молекула, атом мен иондарға теңесе алмайды, өйткені оларда энергияның артық қоры сақталған. Бұл қор мынадай жағдайда пайда болады.Фазаның ішінде орналасқан әрбір молекула, атом немесе ион әр жағынан өзі тектес бөлшектермен қоршалған, сондықтан оның күштік алаңы симметриялы сол кезде оның бетінде орналасқан бөлшектер өзі тектестермен ассимметриялық түрде болады, сондықтан олардың күштерінің алаңы фазадан тысқаулы жерде орналасқан.

Сондықтан ол қанықпаған.

газ Осының салдарынан беткі ќабатта артық энергия пайда болады. Сол энергия - беткі бос энергия деп аталады. Энергияның басқа түрлері сияқты беттік энергия интенсивтік фактордыњ

- беттік керілудіњ сыйымдылыќ факторына - кµбейтіндісімен µрнектеледі энергия арқылы

кескінделеді. ()

Керілудің сыйымдылығы факторға құрылған беттің өлшемі.

(1)

 

Осыдан кейін, мынадай тұжырым шығарамыз: Беткі керілу деп бос ауданды туғызуға қажет энергияны айтамыз.

Термодинамикалық т±рѓыдан беткі керілу ж±мыс немесе шекара бетініњ аудан бірлігіне кµбеюініњ изобара-изотермиялық потенциалы табылады.

 

(2)

Мұндағы - энтальпияның өзгеруі.

- бос энергияның өзгеруі болып табылады.

 

Агрегаттық күйіне байланысты фазалар төмендегідей беткі бөлімдер құрайды: қатты дене -газ, қатты дене - сұйықтық, сұйықтық - газ, сұйықтық - сұйықтық.

Беткі керілу көлемі көп жағдайда сұйықтықтың беткі қабаты ауамен немесе олардың жұптарымен жақындасқан жағдайда, сонымен қатар сұйықтықтың екінші бір сұйықтықпен қосылған кезде анықталады.

Осы аталған таза сұйықтық беттік керілісінің көлемі, жұбымен орналасқан кезде көп жағдайда температура көтерілген сайын сызықты түрде кемиді және критикалық температурада «0»-ге теңеледі.

(3)

мұндағы,

себебі, , сондықтан беттік керілу байланысты температурадан басқа жаңа беттік қабаттың бірлігінің пайда болуына байланысты энтропиялық өзгеруін анықтауға болады.

Осыдан біз кезінде-көлемнің тұрақты екенін көре аламыз.

 

ӘРТҮРЛІ ТЕМПЕРАТУРАДАҒЫ СУДЫҢ БЕТТІК КЕРІЛУІ.

Кесте 1

 

	73,34		70,35
	73,05		60,55
	72,75		68,73
	73,44		67,90
	72,12		66,17
	71,80		64,41
	71,47		62,60
	71,15		60,74

 

Термодинамиканың екінші бастамасына сәйкес беттік қабаттағы бос энергия өздігінен не беттік қабаттың көлемінің кемуіне байланысты кемиді, мұндай жағдайда сұйықтықтың шар түріне келуі байқалады, не беткі қабаттың өзгеруіне байланысты, соңғы жағдай сыртқы ортадан басқа молекулалардың беттік қабатқа тартылуынан болады.Оларда өте аз мөл-шердегі беттік қабаттың энергиясы кемиді. Ерітілген заттың табиғатына байланысты еріткіштерде беттік қабат керілуінің (көбеюі немесе кемуі) концентрацияның көбеюіне байла-нысты көбеюі немесе азаюы мүмкін.

Еріткіштің беттік қабат керілуін азайтушы заттар беделді болады. Мұндай заттар еріткіштің ішіндегіден гөрі сыртқы беттерде өте жоғары концентрацияда болады. Бір заттың, екінші заттың беттік қабаты концентривтенуін - адсорбция деп атайды.

Әр түрлі беттік қабаттағы белсенді заттар, әртүрлі дәрежеде беттік қабаттың керілісін төмендетеді. Зат неғұрлым белсенді болса, белгілі температурадағы концентрацияда соғырлым беттік қабатын төмендетеді. Беттік қабаттың шегі болып оның керілуінің көлемі және концентрациясының өзгеруі болып табылады. Ол беттік қабаттың коэффиценті деп аталады.

, мұндағы

Адсорбцияның көлемі квадрат еріткішінің беткі қабатының сантиметрлі мольдік түрде бейнеленеді (а) және сызықты түрде беткі қабаттың коэффиценті және концентрациясына (С) бағынышты болады. Бұл Гиббстің теңдеуі мен былайша өрнектеледі.

(4)

Сұйықтың беткі қабатының керілуін анықтаудың бір жолы ретінде ішіндегі ауаның салдарынан пайда болған көпіршіктер жасау кезіндегі максималды қысымын өлшеу болып табылады.

Егер сұйықтық ауамен араластырса,оған капилляр ұшын салсақ ол бояу ауаға толады,сол кезде пайда болған көпіршік белгілі бір деңгейге жеткенше көбейе береді. Осы деңгейде көпіршік үзіліп, қысым 0-ге дейін төмендейді. Содан кейін қайтадан көпіршіктер пайда болып, бір мезетте жаңа көпіршіктер көбейеді.Сұйықтықтың беттік керілуі көпіршіктердің максималдық қысымына пропорционал болады.

(5)

К көбейткіші сұйықтықтың табиғатына тәуелді емес, ол капилляр константасы болып саналады және су арқылы анықталады.

(6)

Бөлменің температурасы бойынша көпіршік максималдық қысымын сол бір копилярдың көмегімен анықталып,сол арқылы алынған сұйықтықтың беттік керілуді табуға бола-ды.

(7)

 

ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ.

 

Тәжірибеге Ребиндер приборы қолданылады,бұл схема мына суретте көрсетіледі.

1.Мұғалімнің тапсырмасымен алынған қоспаның проценттік концентрациясын есептеу керек.

2.Қоспаны 25 мл колбада дайындау керек.

3.Суретте көрсетілген схема бойынша А пробиркасына 25 мл дистилденген су құйылады.

4.Пробирканың аузын одан өтетін копилярмен тығыз жабады.

5.Копилярдың ұшын суға тиер-тимес болып тұру керек.

6.С кранды жайлап ашып,склянка В-ға тамшылап су ағады.Склянка В,монометр В және пробирка А пайда болады,сөйтіп ауа копиляр арқылы А пробиркасына өтеді. С кранын аққан судың жылдамдығы монометрлік сұйықтық пен монометр трубкасында араласуын реттеп отырады. Алынған көпіршіктің бөлігі Максималдық әртүрлі деңгейде монометрде есептеледі.Ор-

тақ есеппен бұл Р өлшемін береді-алынған ауаның беттік қысымы.

7.Кейін А пробиркасына 25 мл әртүрлі концентрацияда дайындалған қоспаны құямыз және қысымын анықтайды.

8.Екінші алынған затты дайындап және есептеу керек.

9.6 пункты екінші қоспамен қайталау керек.

 

Зерттелетін ерітінділердің жұмысшы концентрациясының нұсқалары

 

Н±сќаулар	Концентрациялар
	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6
	1,0	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0

 

 

ТӘЖІРИБЕЛІК ЕСЕПТЕУЛЕРДІ ӨҢДЕУ.

 

1) (6)-шы және (7)-ші өрнек бойынша шығарылады.

2) Қадағалау нәтижесін және есептегенді 2-ші кестеге қою керек.

3) Концентрация арқылы беттік керілуге тәуелді етіп график тұрғызу керек.

4) График арқылы әртүрлі концентрацияның беттік коэффицентін анықтауға болады.

5) Белсенді беттің адсорбция заты ерітінді ауасы мен шекара арасында (4)-ші өрнек арқылы анықтау керек.

6) Адсорбция және концентрация тәуелділігі бойынша есептеу графигін тұрғызу керек.

 

ҚОРЫТЫНДЫ.

 

Зерттелетін ж‰йелерде беттік керілу мен адсорбцияныњ концентрация жєне заттардыњ табиѓатына тєуелділігін белгілейді.

 

Ж±мысты орындаѓан: Ж±мысты ќабылдаѓан:

___________________ ___________________

студенттіњ ќолы оќытушыныњ ќолы, мерзімі

 

 

Ж¦МЫСЌА ЖІБЕРІЛУ СҰРАҚТАРЫ.

 

1. Жұмыстың мақсаты неде?

2. Осы жұмыста беттік керілуге қолдануда қандай әдіс пайдаланады?

3. Концентрациядан беттік керілудіњ тәуелділігі неде?(график түрінде көрсету)

4. Адсорбцияның өлшемін қалай анықтайды?

5. Беттік керілудіњ өлшеміне зат табиғаты қалай әсер етеді?

6. Адсорбцияның өлшеміне зат табиғаты қалай әсер етеді?

7. Концентрациядан адсорбция өлшемінің тәуелділігі қандай?(график түрінде көрсету)

8. Капилляр константасы қалай анықталады?

9. Қандай мақсатпен жұмыста су арқылы тәжірибе жүргізіледі?

10. Неге жұмыс бір қалыпты температурада жүргізіледі?

 

БАҚЫЛАУ СҰРАҚТАРЫ.

 

ВАРИАНТ 1.

1. Физикалыќ маѓыналарын атањдар:

1.1. энтальпия

1.2. ж±мыс

1.3. беттік ќ±былыс

1.4. экстенсивті факторлар

1.5. беттік – активті заттар

2. Беттік ќ±былыстардыњ молекулалыќ – кинетикалыќ мєні неде?

3. Беттік – активті заттар єсерініњ механизмі ќандай?

4. Лэнгмюр теориясыныњ мєні неде?

5. Жуховицкий тењдеуін нені білдіреді жєне ќашан ќолданылады?

6. Адсорцияѓа температураныњ єсері ќандай?

7. 40 см³ кµмірќышќыл газы 300⁰К – де 8^.10⁴ Па ќысым астында жєне 280⁰К –де 2,2^.10⁴ Па ќысым астында 1 г кµмірімен адсорбцияланады. Адсорбцияныњ жылуын жылуын аныќтањдар.

 

 

ВАРИАНТ 2.

1. Физикалыќ маѓыналарын атањдар:

1.1. энтропия

1.2. Гиббс энергиясы

1.3. еркін беттік энергия

1.4. интенсивтіе факторлар

1.5. адсорбция

2. Адсорбциялыќ ќ±былыстардыњ мєні неде?

3. Ќандай теориялыќ сипаттамалар беттік ќ±былыстарѓа тєн жєне олар неге тєуелді?

4. БЭТ теориясыныњ мєні неде?

5. Шишковскийдіњ тењдеуі нені білдіреді жєне ќашан ќолданылады?

6. Температураныњ беттік керілуге єсері ќандай?

7. Лэнгмюр тењдеуіндегі т±раќтыларды аныќтањдар, егер 298⁰К –ге ќысым мен адсорбциясы белгілі болса.

 

Р, Па	1,40	2,60	4,00	5,30	6,65	8,00
Г, моль/л	0,15	0,28	0,38	0,47	0,55	0,65

 

БЛИЦ – ТЕСТ

 

1. Беттік керілу деген не? Беттік керілу деген:

а) беттіњ артыќ энергиясы

б) бет ауданын µзгертуге арналѓан беттіњ бос энергиясы

в) бет ауданын бірлікке µзгертуге арналѓан беттіњ бос энергиясы

г) бет бірлігініњ бос энергисы

2. Ќандай заттар беттік – инактивті деп аталады? Беттік инактивті заттар деп:

а) беттік керілуді реттейтін

б) беттік керілуді жоѓарлататын

в) беттік керілуді деформациялайтын

г) беттік керілуді тµмендететін

3. Ќандай заттар беттік – активті деп аталады? Беттік активті заттар деп:

а) беттік керілуді реттейтін

б) беттік керілуді жоѓарлататын

в) беттік керілуді деформациялайтын

г) беттік керілуді тµмендететін

4. Ленгмюр изотермасына сєйкес келетін графикті табыњдар:

а lna lna a