Студопедия — Адсорбція поверхнево активних речовин з розчину на межі рідина – газ
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

Адсорбція поверхнево активних речовин з розчину на межі рідина – газ






 

В адсорбційному рівнянні Гіббса (4.23) вплив природи речовини на адсорбцію відображає похідна ds/dc.

Ця похідна визначає знак Гіббсовської адсорбції та поведінку речовини при адсорбції. Її граничне значення при концентрації рівній нулю називають поверхневою активністю і позначають:

(4.72)

Рис. 35. Залежність поверхневого натягу від концентрації поверхнево активної(1) та інактивної(2) речовин.

Значення поверхневої активності можна визначити за графіком залежності поверхневого натягу від концентрації, за дотичною в точці с=0; g=-tga.

Речовини, з ростом концентрації яких поверхневий натяг зменшується, називають поверхнево активними речовинами (ПАР).

Для таких речовин адсорбція за Гіббсом Г>0; g>0, ∂s/∂с <0

ПАР зменшують поверхневий натяг і, відповідно, поверхневу енергію. Концентрація ПАР на поверхні завжди набагато більше ніж в об’ємі. Наприклад для розчинів спиртів, амінів та мил у воді.

Речовини, які збільшують поверхневий натяг, називають поверхнево - інактивними речовинами, для них:

Г<0; g<0, ∂s/∂с >0

Їх концентрація в об’ємі є більша ніж на поверхні. Наприклад для розчинів кислот, лугів та солей у воді.

Особливість адсорбції ПАР полягає в їх великій концентрації на поверхні порівняно з об’ємом розчину, тому для ПАР можна прирівняти рівняння ізотерми адсорбції Гіббса і Ленгмюра.

(4.73)

(4.74)

(4.75)

Після інтегрування одержуємо рівняння Шишковського.

 

s = so - ARTln(1+Kс) (4.76)

Це рівняння справедливо лише для ПАР. При малих значеннях концентрації поверхневий натяг спадає різко, але з ростом концентрації ПАР він змінюється все повільніше.

Більшість ПАР це органічні речовини, що складаються з неполярного вуглеводневого ланцюга та полярної функціональної групи. Довжина ланцюга сильно впливає на поверхневу активність речовин. Вплив довжини ланцюга на поверхневу активність визначає правило Дюкло - Траубе: збільшення довжини вуглеводневого ланцюга на одну СН2 групу збільшує поверхневу активність речовини в 3,2 рази.

Це правило діє тільки для водних розчинів ПАР при температурах близьких до кімнатної.

 

 

Контрольні питання.

Що називають адсорбцією та як кількісно її характеризують? Дайте визначення понять “адсорбент”, “адсорбат”.

Яке співвідношення між адсорбцією „А” та адсорбцією за Гіббсом „ Г”? У яких випадках можна прийняти, що „ А” дорівнює „Г”?

Назвіть і охарактеризуйте види взаємодій між адсорбентом і адсорбатом, які характерні для фізичної адсорбції.

Запишіть рівняння повної потенційної енергії взаємодії двох атомів і атома з поверхнею адсорбенту. В чому полягає принципова відмінність між ними?

Які сили беруть участь в акті адсорбції:

а) полярної молекули на полярному адсорбенті;

б) полярної молекули на неполярному адсорбенті;

в) неполярної молекули на полярному адсорбенті;

г) неполярної молекули на неполярному адсорбенті.

Запишіть фундаментальне адсорбційне рівняння Гіббса в загальному вигляді та для розведених розчинів.

Що називається поверхневою активністю, в яких одиницях вона вимірюється?

Покажіть, як за відомою залежністю поверхневого натягу розчину від концентрації можна побудувати ізотерму адсорбції.

Дайте визначення інтегральної та диференційної теплот адсорбції. В чому полягає відмінність між ними?

Запишіть кінетичне рівняння адсорбції. Як впливає температура на швидкість адсорбції?

За яких умов виконується закон адсорбції Генрі? Який фізичний зміст має константа Генрі?

Напишіть рівняння і побудуйте графік ізотерми адсорбції Ленгмюра. За яких умов можна використовувати це рівняння? Як залежить гранична адсорбція від температури?

Поясніть фізичний зміст констант в рівнянні Ленгмюра; як можна визначити ці константи?

Які особливості адсорбції із суміші газів?

Напишіть емпіричне рівняння адсорбції Фрейндліха та вкажіть область його застосування. Покажіть як можна визначити константи цього рівняння.

Запишіть рівняння теорії БЕТ. Перерахуйте постулати теорії. Поясніть фізичний зміст констант. За яких умов виконується рівняння теорії БЕТ?

Накресліть ізотерму полімолекулярної адсорбції, порівняйте її з ізотермою адсорбції Ленгмюра.

Зобразіть на графіку вплив параметру С на вигляд ізотерми адсорбції БЕТ.

Як можна визначити константи рівняння ізотерми адсорбції БЕТ?

Як за рівнянням ізотерми адсорбції можна визначити питому поверхню адсорбенту?

Які вихідні положення теорії капілярної конденсації? Адсорбцію на яких за структурою адсорбентах вона описує?

Опишіть процес адсорбції на різних за формою порах.

Зобразіть ізотерму адсорбції на перехідно-пористих тілах. Що називається капілярно-конденсаційним гістерезисом, за рахунок чого виникає це явище?

Як за ізотермою адсорбції на перехідно-пористих тілах будують криві розподілу об’єму пор по радіусах. Яку інформацію дає цей розподіл?

Яка теорія описує адсорбцію на мікропористих тілах, які її вихідні положення та особливості?

Що розуміють під “адсорбційним потенціалом” та “характеристичною кривою” в теорії Поляні?

Які припущення дозволили Дубініну розширити можливості застосування теорії Поляні?

Покажіть, як за даними адсорбції на мікропористих тілах можна визначити загальний об’єм їх пор.

Запишіть рівняння Дубиніна-Радушкевича. За якими вихідними даними можна розрахувати для певної пари адсорбент - адсорбат ізотерми адсорбції при будь якій температурі? Як перенести ці залежності на інший за природою адсорбат?

В чому різниця між адсорбцією на твердій поверхні компонентів із рідких розчинів та адсорбцією індивідуальних газоподібних речовин?

Зобразіть схему орієнтації молекул аліфатичних спиртів при адсорбції їх із водних розчинів на активованому вугіллі. Сформулюйте відповідне правило.

Як впливає природа іону на його адсорбційну здатність? Сформулюйте правило Паннета - Фаянса.

Що називають ліотропним рядом? Наведіть приклади ліотропних рядів одновалентних катіонів та аніонів. Як змінюється радіус гідратованого іона в ліотропному ряді? Чому з ростом радіуса іона зростає адсорбційна здатність?

Розташуйте іони: а) K+ Na+ Rb+ Li+

б) Ca+2 K+ Na+ Th+4

в) Cl- I- PO4-3 SO4 –2

г) Cl- F- Br- I-

в ряд за здатністю адсорбуватися на індиферентній твердій поверхні.

На якій підставі адсорбцію деяких іонів із розчину вважають хемосорбцією?

Розташуйте іони: а) Ca+2 Вa+ Ag+ Al+3 K+

б) Cl- PO4-3 I- SO4 –2 NO3

в ряд за здатністю адсорбуватися на твердій поверхні AgІ.

В яких випадках може відбуватися іонний обмін? Яким рівнянням він описується?

Які речовини називають іонітами? Які області їх застосування? Наведіть приклади синтетичних аніонітів та катіонітів.

Які процеси лежать в основі пом’якшення та демінералізації води з допомогою іонообмінних смол? Чому природні ґрунти здатні до іонного обміну?

Які речовини називаються поверхнево-активними речовинами (ПАР)? Яку будову мають їх молекули? Наведіть приклади ПАР. Який вигляд має крива залежності поверхневого натягу розчин від концентрації ПАР?

Яким рівнянням можна описати залежність поверхневого натягу розчину ПАР від її концентрації? Які обмеження в його застосуванні?

Що є мірою здатності речовини адсорбуватись на поверхні розділу рідина - газ? Сформулюйте правило Траубе-Дюкло.

Як визначити площу, що займає одна молекула поверхнево-активної речовини в насиченому моношарі?

 

 








Дата добавления: 2015-09-04; просмотров: 1699. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...

Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Методы прогнозирования национальной экономики, их особенности, классификация В настоящее время по оценке специалистов насчитывается свыше 150 различных методов прогнозирования, но на практике, в качестве основных используется около 20 методов...

Методы анализа финансово-хозяйственной деятельности предприятия   Содержанием анализа финансово-хозяйственной деятельности предприятия является глубокое и всестороннее изучение экономической информации о функционировании анализируемого субъекта хозяйствования с целью принятия оптимальных управленческих...

Образование соседних чисел Фрагмент: Программная задача: показать образование числа 4 и числа 3 друг из друга...

Признаки классификации безопасности Можно выделить следующие признаки классификации безопасности. 1. По признаку масштабности принято различать следующие относительно самостоятельные геополитические уровни и виды безопасности. 1.1. Международная безопасность (глобальная и...

Прием и регистрация больных Пути госпитализации больных в стационар могут быть различны. В цен­тральное приемное отделение больные могут быть доставлены: 1) машиной скорой медицинской помощи в случае возникновения остро­го или обострения хронического заболевания...

ПУНКЦИЯ И КАТЕТЕРИЗАЦИЯ ПОДКЛЮЧИЧНОЙ ВЕНЫ   Пункцию и катетеризацию подключичной вены обычно производит хирург или анестезиолог, иногда — специально обученный терапевт...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.012 сек.) русская версия | украинская версия