Поверхностная активность (g) как характеристика поведения вещества при адсорбции.
Растворѐнные вещества в зависимости от природы могут по-разному влиять на поверхностное натяжение жидкостей. Способностьрастворѐнных веществ изменять поверхностное натяжение растворителя называется поверхностной активностью.
Мерой способности растворѐнного вещества к понижению поверхностного натяжения раствора является величина производной поверхностного натяжения по концентрации , называемая поверхностной активностью. Единица измерения поверхностной активности названа в честь Дж. Гиббса: 1 гиббс = 10-6 Дж ∙ м / моль.
Поверхностная активность веществ одного и того же гомологического ряда возрастает приблизительно в три раза при увеличении углеводородной цепи на одну метиленовую группу (-СН2-).
Правило Дюкло-Траубе.
Поверхностная активность веществ одного и того же гомологического ряда возрастает приблизительно в три раза при увеличении углеводородной цепи на одну метиленовую группу (- СН2 -).
Ориентация молекул ПАВ в поверхностном слое (принцип независимости поверхностного действия Ленгмюра).
Ориентация молекул ПАВ в поверхностном слое (независимого поверхностного действия) принцип независимости поверхностного действия, заключающийся в том, что при адсорбции полярная группа, обладающая большим сродством к полярной фазе, втягивается в воду, в то время как неполярный радикал выталкивается в неполярную фазу. Происходящее при этом уменьшение свободной поверхностной энергии ограничивает размеры поверностного слоя толщиной в одну молекулу.
|
|
|
Образуется мономолекулярный слой:
а) малые концентрации ПАВ. При малых концентрациях ПАВ, углеводородные радикалы (R), вытолкнутые в воздух, «плавают» на поверхности воды, затем, по мере роста концентрации ПАВ, они начинают подниматься.
Б) умеренные концентрации
в)насыщенный адсорбционный слой. В насыщенном адсорбционном слое поверхность воды оказывается сплошь покрытой «частоколом Ленгмюра» из вертикально ориентированных молекул ПАВ. Значение поверхностного натяжения в этом случае приближается к значению, характерному для чистого жидкого ПАВ на границе с воздухом.
А) малые концентрации ПАВ Б) умеренные концентрации В) насыщенный адсорбционный слой
8. Адсорбция на твѐрдых поверхностях. Удельная адсорбция. Факторы определяющие количество поглощѐнного газа или пара на твѐрдом адсорбенте: свободная поверхностная энергия адсорбента, сродство адсорбтива к адсорбенту, концентрация адсорбата и взаимосвязь межмолекулярного взаимодействия в адсорбтиве и величиной адсорбции этого вещества.
|
|
|
При адсорбции веществ на поверхности твѐрдых адсорбентов изменяется химический состав поверхности адсорбента. Количественной характеристикой этого процесса является величина удельной адсорбции Г.
Удельная адсорбция – это равновесное количество поглощаемого вещества, приходящееся на единицу поверхности или массы адсорбента.
В качестве адсорбентов обычно применяют мелкоизмельченные вещества или пористые тела, что обеспечивает большую площадь поверхности раздела фаз, которую определить практически невозможно.
Поэтому удельная адсорбция для твердых адсорбентов преимущественно выражается в молях поглощенного вещества на единицу массы адсорбента:
Г = n/m (моль/г),
где n –количество адсорбата, моль; m – масса адсорбента, г.
Адсорбция газов и паров адсорбата на твердых адсорбентах – процесс, протекающий за счет сил Ван-дер Ваальса и водородных связей. Количество поглощенного газа или пара на твѐрдых поверхностях зависит от следующих факторов.
1. От свободной поверхностной энергии адсорбента. Она весьма велика у адсорбентов с аморфной структурой (активированный уголь) и у кристаллических веществ (оксиды алюминия, кремния). Адсорбент тем эффективнее, чем меньше измельчен.
|
|
|
2. От сродства адсорбтива к поверхности адсорбента. Полярные вещества лучше адсорбируются на полярных адсорбентах, а неполярные на неполярных. Чем больше адсорбент склонен к межмолекулярным взаимодействиям, тем интенсивнее идет адсорбция.
3. При физической адсорбции из смеси газов или паров лучше адсорбируется тот компонент, который легче сжимается, поскольку его молекулы более склонны к межмолекулярным взаимодействиям
4. От концентрации адсорбата. Зависимость имеет сложный характер, так как с адсорбцией идет одновременно процесс десорбции. При равенстве скоростей этих процессов наступает равновесие.
Дата добавления: 2019-11-16; просмотров: 237; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!