Адсорбция на поверхности раздела твердое тело/газ. Физическая адсорбция и хемосорбция. Уравнение Ленгмюра

Физическая (взаимод-е адсорбента и адсорбтива за счет сил Вандер-Ваальса и водородных связей) (Адсорб.аммиака на угле)

Хемосорбция (взаимод-е адсорбента и адсорбтива за счет образов-я ковал.связей) (Адсорб.СО2 на извести)

Ур-еЛенгмюра.
Г=Г∞*Сравн/К+Сравн.
Г∞ - велич.предельной адсорбции, когда вся поверх-ть адсорбента заполнена адсорбтивом.
К-постоянная для данного вещ-ва
Сравн-равновесн.конц.адсорбтива в фазе над адсорбентом
Г=(С0-Сравн)*V/m Теория Лэнгмюра: адсорбция молекул адсорбата происходит не на всей поверхности адсорбента, а на определенных ее участках, которые называются адсорбционными центрами. Каждый адсорбционный центр удерживает только одну молекулу газа. При малых давлениях газа заполнена только часть адсорбционных центров, при больших давлениях газа создается мономолекулярный слой, соответствующий предельной адсорбции. Адсорбированные молекулы находятся на адсорбционном центре лишь некоторое время, а затем десорбируются и заменяются другими молекулами. Уравнение адсорбции Лэнгмюра :                                                                 C Г = Г∞ ⎯⎯                                                      К + C где Г∞ - константа, равная предельной величине адсорбции, наблюдаемой при больших концентрациях, К - константа адсорбционного равновесия, С - равновесная концентрация адсорбтива. Уравнение Лэнгмюра описывает ход экспериментальной изотермы при всех концентрациях растворенного вещества. При малых концентрациях, когда C<< К, уравнение приобретает вид прямой, проходящей через начало координат (Г = Г∞C/К). При больших концентрациях, когда C>>К, получаем Г = Г∞. Г                                                             

        .Г∞

Избирательная адсорбция. Правило Пескова-Фаянса. Применение ионитов в медицине.

Если адсорб какого-либо в-ва знач-но превосх-т адсорб.других,то можно говорить о его избир.адсорб.

Согласно правилу Пес-Фаян, на тв.адсорбенте преимущ-но адсорб-ся ионы,вход-е в сос-в адсорбента или имеющие общую с адсорб-м группу.Так, на част-х BaSO4 адсорбир-ся либо ионы SO4, либо Ba+, но не Н или Cl, K или NO3. Многовалент-е ионы адсорбир-ся сильнее одновалент-х. Ионы одинаковой валент-ти также адсорбируются неодин-во в связи с отличиями в раз-рах и степен гидратации. По их спос-ти к адсорб. они расп. в лиотроп-е ряды: Cs>Rb>K>Na>Li+, CNS>I>NO3>Br>Cl-.

Физико-химия дисперсных систем

Дисперсные системы,определение,классификация. Коллойдные растворы.

Д.С. – системы, в которых одно вещество находится в измельченном состоянии и распределено в другом веществе.

1ое вещество – дисперсная фаза                                                                                                                                           

2ое – дисперсионная среда

Показатели степени измельченности дисперсионной фазы:

· Степень дисперсности (Д) – обратная размеру частицы. Д = , [Д] = м^-1

· Удельная поверхность (S_уд) – _уд= , [ _уд] = м ^-1

Классификация Д.С.

· По размеру частиц 

А) грубодисперсные (микрогетерогенные) – ГДС

d=10^-4- 10^-6 м

ГДС – суспензии – ГДС в которых твёрдая дисперсная фаза находится в жидкой дисперсной среде.

- эмульсии – состоит из 2х несмешивающихся жидкостей (молоко)

Б) колоиднодисперсные (ультромакрогетерогенные)

Водный раствор : альбумина, желатина, агар-агара.

Коллоидные растворы серебра, золота, серы, хлорида серебра, крови.

В) молекулярнодисперсная (МДС)

D=10^-10-10^-11м

Растворы сахарозы в воде, этанола в воде.

Г) ион-дисперсные системы (ИДС)

d 10^-12м

водные растворы сильных электролитов – солей, кислот, щелочей.

МДС и ИДС – истинные растворы (гомогенные ДС)

· По агрегатному состоянию фаз

Дис.         фаза   Дис. Ср.	газ	жидкость	тв	Группа ДС
газ	воздух	туман	Пыль,дым	аэрозоли
жидкость	пена	Эмульсии, истинные растворы	Суспензии, ИДС, истинные растворы	Лиозоли (гидрозоли, если растворитель вода
тв	пенопласт	ртуть	сплавы	солидозоли

 

Только г/г может быть гетерогенным.

· По взаимодействия между дисперсной фазы и дисперсной средой.

Лиофобные – слабое взаимодействие

Вокруг частиц обнаруживается тонкая оболочка уз молекул растворителя, называется солеватной, а в случаю воды – гидротатной.

Термодинамически не устойчива, образуется несамопроизвольно. Коллоидные растворы серебра, золота, серы, хлорида серебра.

 

Лиофильные ДС – сильное взаимодействие ДФ и ДСр. Вследствие чего вокруг ДФ сольватная (гидротатная) оболочка

Термодинамически устойчива, образуется самопроизвольно. (Водный раствор желатина).

Коллоидные растворы - гетерогенные, термодинамически неустойчивые ДС с размером частиц ДФ 10^-7-10^-9.

К коллоидным растворам относятся лиофобные ДС типа т/ж

Лиофильные ДС – растворы белков, полисахаридов и т.д.

Свойства коллоидных растворов:

· Гетерогенные

· Прозрачные

· Проходят через бумажный фильтр

· Дают конус Фараделя-Тенделя

· Кинетически неустойчивы

· Со временем стареют

· Частицы можно можно увидеть в электронный микроскоп.

 

Получение коллоидных растворов. Дисперсионные методы: механический, ультразвуковой, пептизации. Конденсационные методы: физические (замены растворителя), химические (гидролиза, двойного обмена).

Коллоидный раствор – гетерогенные, термодинамически неустойчивые дисперсные системы с размером частиц дисперсной фазы 10^-7-10^-9м.

Условия образования:

1) Определённая степень дисперсности (d=10^-7-10^-9)

2) Наличие стабилизатора

3) Слабое взаимодействие между ДФ и ДСр.

Дисперсионные методы:

1- Механически – для измельчения применяются шаровые и коллоидные мельницы

Применение- для получения тонкодисперсных фармацевтических препаратов.

2- Ультразвуковой– под его действие следует многократное сжатие и растяжение систем. При этом возникают разрывные силы.

3- Пептизации – переход геля в золь.

Газ – жидкость – под действием пептизаторов.

Конденсационные методы:

Физические

А. метод замены растворителя– получается из истинного раствора путем добавления растворителя.

Условия получения:

1.объем истинного раствора намного больше объема нового растворителя.

2.ДФ плохо растворяется в новом растворителе.

3.оба растворителя хорошо смешиваются друг с другом.

Пример: при добавлении 5 мл воды несколько капель спиртового раствора канифоли образуется коллоидный раствор, что можно установить появлением голубого окрашивания.

 

2.Химический – они основываются на химических реакциях, в результате которого образуются нерастворимые в воде вещества. Для получения золей химическим методом необходимо два условия:

1 – это невысокая концентрация исходных растворов

2 – избирательность одного из реактивов

Метод окисления.

2H₂S + O₂ = HS + H₂O

S^-2-2  = S⁰ восстановитель, окисление

O₂⁰ +4  = 2O^-2, окислитель, восстановление.

Метод восстановления – реакция присоединения электрона ионами, которые затем превращаются в атомы, конденсируются в качестве каллоидной частицы.

В качестве восстановителя используется водород, формалин, танин.

Ag₂O + H₂ = 2Ag + H₂O

Метод гидролиза – при получении изолей из солей, в результате реакции образуются плохо растворимые вещества.

FeCl₃ + 3 H₂O = Fe(OH)₃ + 3HCl

Fe(OH)₃ + HCl = FeOCl + 2 H₂O

FeOCl = Feo⁺ + Cl^-

Метод обменного разложения – основан на взаимодействии двух веществ. В результате реакции образуется новое труднорастворимое вещество, способное сохраняться в высоко дисперсном состоянии

2H₃AsO₃ + 3H₂S = As₃S₂ + 6H₂O

 

{[mS]nHS^-(n-x)H⁺}^x-xH⁺

 

 

---

Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 1522; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!