Адсорбция на границе жидкость-газ
Периодическая система / Курс лекций по Коллоидной химии (Часть 1) / Адсорбция на границе жидкость-газ
Страница 1

Адсорбция-это изменение концентрации компонента в поверхностном слое по сравнению с объемной фазой, отнесенное к единице площади поверхности (моль/м2).

Молекулы ПАВ в воде после перемешивания распределены равномерно. Затем вследствие меньшей полярности молекул ПАВ они самопроизвольно переходят в поверхностный слой до тех пор, пока уменьшение s не скомпенсируется встречным процессом диффузии.

Для разбавленных растворов используется ур-е Гиббса Г=-

, с – равновесная концентрация растворенного вещества в объеме раствора.

Кривые Г=f(c) для ПАВ. Определение ПАВ, примеры.

Вещества, повышающие s при растворении, называются поверхностно-инактивными (в воде это вещества, диссоциирующие на ионы, более полярные, чем вода).

ПАВ накапливаются в поверхностном слое, а ПНАВ удаляются из него. Объяснить это можно следующим образом. Молекула спирта ROH, находящаяся на поверхности, втягивается в объем воды слабее, чем молекулы воды, т.к. взаимодействие ROH-вода слабее, чем между молекулами воды. Ионы втягиваются в объем воды сильнее, чем молекулы воды, к этому еще добавляется кулоновское взаимодействие между ионами. Поэтому поверхностный слой обедняется электролитом.

Поверхностная активность, выражаемая как -

, возрастает в гомологическом ряду в 3-3,5 раза при удлиннении углеводородной цепи на одно звено (правило Траубе).

Кривые Г-с называются изотермами адсорбции. С ростом концентрации ПАВ одного и того же гомологического ряда адсорбция возрастает сперва резко, а затем достигает некоторого постоянного предельного значения Г¥. Постоянство Г¥ для гомологического ряда означает, что на единичной площади поверхности размещается одинаковое количество молекул. Ленгмюр объяснил это образованием мономолекулярного слоя, в котором полярная группа обращена в полярную фазу (воду), а углеводородный радикал - в неполярную (воздух). При малых концентрациях ПАВ ув цепи плавают по поверхности, при увеличении концентрации – приобретают вертикальное положение. Возникает слой с плотнейшей упаковкой молекул ПАВ, при этом площадь, занимаемая одной молекулой соответствует площади полярной группы, которая постоянна для гомологического ряда.

Изотерма Ленгмюра выведена в 1917 г. Она справедлива для любой границы, а не только для границы жидкость-газ. Г= Г¥

, где b - константа, выраженная через отношение констант скоростей адсорбции и десорбции.

При bc<<1 Г= Г¥ bc, т.е. уравнение адсорбции соответствует закону Генри. При bc>>1 Г= Г¥. Зная Г¥, можно найти площадь, занимаемую одной молекулой ПАВ S0=1/ Г¥N, или длину молекулы h= ГМ/r.

Также как-

, b увеличивается в 3-3,5 раза с ростом ув цепи на группу –СН2- (правило Траубе). Для перевода каждой группы –СН2- из поверхностного слоя в объемную фазу нужно затратить »3 кДж/моль, это работа раздвижения диполей воды на величину объема СН2-группы. Постоянная разность работ адсорбции двух соседних членов гом ряда первращается под знаком логарифма в постоянное отношение (3-3,5).

Страницы: 1 2

Смотрите также

Использование отходов сельскохозяйственного производства
Наличие большого количества отходов химической промышленности, сельскохозяйственного производства, различных видов бытовых отходов может быть неплохой альтернативой традиционным наполнителя ...

Получение феррита бария из отходов производства машиностроительных предприятий
Бария гексаферрит, бария карбонат, отход термического производства, утилизация, бария хлорид, гальваношлам.      В курсовой работе предложены методы получения феррита бария, который ...

Кремний
Коробецкая Анастасия 10А класс КРЕМНИЙ Научный руководитель: Сукачева Т.А. Ядро: возможна большая доля силикатов Земная кора: глины, граниты, базальты, полевые шпаты. ...