Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Уравнение адсорбции Гиббса




Уравнение, устанавливающее связь между всеми параметрами адсорбции - величиной поверхностного натяжения s, концентрацией компонента C в одной из фаз, его адсорбцией Г, было выведено Дж. Гиббсом в 1876 г. Оно является общим термодинамическим уравнением, справедливым для любых составов и природы поверхности раздела фаз:

,

где С - концентрация компонента, σ - поверхностное натяжение.

Это уравнение показывает, что если при адсорбции поверхностное натяжение s уменьшается с ростом концентрации C, т.е. ds/dC<0, то адсорбция Г>0. Это соответствует поверхностно-активным веществам. Наоборот, если s растет с ростом C, то ds/dC>0 и Г<0. Это соответствует поверхностно-инактивным веществам. Кроме того, если известна зависимость s от C (т.е. изотерма поверхностного натяжения s=j(C)), то можно для каждого значения концентрации найти ds/dC и по уравнению Гиббса вычислить значение Г, т.е. построить изотерму адсорбции Г=f(C). Схема этого расчета показана на рис.2.5.2.

Рис.2.5.2. Изотерма поверхностного натяжения и изотерма адсорбции.

 

Растворение веществ в жидкостях обычно сопровождается изменением поверхностного натяжения. Так, при раство­рении неорганических солей в воде поверхностное натяже­ние на границе водный раствор—воздух незначительно повышается, а при растворении органических веществ (спирта и др.) оно значительно понижается. Вещества, понижающие поверх­ностное натяжение раствора, называются поверхностно ак­тивными. Они адсорбируются поверхностным слоем, т.е. сосредоточиваются в поверхностном слое в большей кон­центрации, чем в основном объеме раствора. Понижение поверхностного натяжения растворов обусловлено тем, что притяжение растворенных молекул к мо­лекулам растворителя мень­ше, чем взаимное притяже­ние последних. При таком соотношении молекулярных сил молекулы растворенного вещества выталкиваются из объема на поверхность фазо­вого раздела, т.е. происхо­дит адсорбция его из раство­ра, что и вызывает понижение свободной поверхностной энергии или поверхностного натяжения. С увеличением концентрации поверхностно ак­тивного вещества в растворе адсорбционный слой уплотня­ется, что сопровождается понижением поверхностного на­тяжения. На рис. 2.5.3 показаны ненасыщенный и насыщен­ный адсорбционные слои.

 

Рис.2.5.3. Ненасыщенный (а) и насыщенный (б) адсорбционный слой







Дата добавления: 2015-08-12; просмотров: 765. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2021 год . (0.001 сек.) русская версия | украинская версия