Лекція № 2
Тема :
Адсорбція. Ізотерма адсорбції
1. Адсорбція на межі розчин – газ.
В рідких системах поверхневий натяг є функцією від концентрації розчиненої речовини. При цьому можливі три залежності s від концентрації розчину . При додаванні ПАР – поверхнево активних речовин - s - зменшується , а при додаванні ПІАР – поверхнево інактивних речовин – зростає.
Залежність поверхневого натягу від концентрації розчиненої речовини.
Кількісну характеристику здатності речовини адсорбуватися на поверхні поділу двох фаз описано рівнянням Гіббса:
Де Г – кількість моль адсорбованої речовини;
R - універсальна газова стала;
Т – температура
С – рівноважна концентрація речовини в розчині;
s - поверхневий натяг.
В рівнянні Гіббса
відношення 
----- , називають
поверхневою активністю і позначають G.
Зрозуміло, що показник адсорбції буде залежати від зміни поверхневого натягу, при зміні концентрації речовини в рідині. Якщо s збільшується тоді ds >0, Г<0 – негативна адсорбція речовина не накопичується в поверхневих шарах, а якщо s зменшується тоді ds <0, Г>0 – позитивна адсорбція і концентрація речовини в поверхневи шрах більше ніж в об’ємі фази.
Висновок поверхневий натяг – міра адсорбції; при зниженні s– показник адсорбції Г має позитивне значення, а значить речовина легко адсорбується рідиною, і навпаки
Правило Дюкло - Траубе
l поверхнева активність жирних кислот, спиртів, амінів та інших речовин в гомологічних рядах на межі розчин-повітря зростає в 3,2 рази при збільшенні вуглеводневого ланцюга на кожну СН2-групу
Орієнтація молекул ПАР на межі розчин- газ
1. Розглянемо адсорбцію на межі поділу двох фаз рідина / тверде тіло.
В процесах адсорбції на межі поділу рідина/ тв. тіло значну роль відіграють процеси змочування. Зрозуміло, що чим краще змочується поверхня тим більш активно адсорбується рідина поверхню твердого тіла.
Змочування відіграє значну роль в справі захисту рослин від шкідників та хвороб. Як відомо чим краще змочується поверхня тим більший ефект від засобу захисту.
Які випадки спостерігаються при нанесенні рідини на тверде тіло:
Якщо кут змочування < 90 – поверхня – гідрофільна, змочування відбувається в значній мірі.
Якщо кут змочування > 90 – поверхня гідрофобна – змочування не відбувається.
Чи можна якось впливати на процеси змочування? Речовини, які адсорбуючись, накопичується на поверхні поділу, знижують поверхневий натяг даної межі поділу і називається поверхнево активними ПАР. Для таких речовин G>0, Г>0.).
Розглянемо дію мила, як миючого засобу, принцип дії якого аналогічний до дії ПАР.
Частинки бруду (сажа , жир тощо) потрапляючи на шкіру рук адсорбуються на ній. Оскільки частинки бруду гідрофобні вони не змочуються водою і не видаляються з поверхні. Мило – це солі органічних кислот, їх молекули складаються з неполярних радикалів та полярних карбоксильних груп. R-COO-…Na+. Якщо на шкіру нанести мило, то його молекули адсорбуються на частинках бруду таким чином, що їх неполярні групи зв’яжуться з частинками бруду, а полярні групи –СОО будуть повернути в бік води. Як наслідок – частинки бруду змочуються водою і легко видаляються з поверхні.
В с/г ПАР дуже широко застосовуються. Для приготування емульсій та змочувальних порошків для захисту рослин від шкідників. Як показали дослідження можна застосовувати ПАР і для утримання води в ґрунті На поверхні ґрунту утворюється плівка, яка запобігає випаровуванню води, але одночасно без перешкод пропускає повітря та атмосферні осади. Фрукти та овочі, оброблені ПАР довше зберігаються, врожайність огірків , оброблених ПАР збільшується на 20%
Якщо речовина при введенні його в розчин збільшує поверхневий натяг, то така речовина є поверхнево неактивна . (G<0, Г<0)
3. Основні положення теорії Ленгмюра для мономолекулярної адсорбції (адсорбція газів на твердому адсорбенті)
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
