Коллоидная химия: Лабораторный практикум, страница 13

Для определения величины адсорбции согласно уравнению 3.2 необходимо знать не только поверхностное натяжение s, но и поверхностную активность, -ds/dC. Эта величина находится из изотермы поверхностного натяжения графическим методом (рис. 3.2)

К кривой изотермы поверхностного натяжения в разных точках строят касательные и продолжают их до пересечения с осью ординат, как это показано на рис. 3.2. Через точки, к которым построены касательные, проводят прямые, параллельные оси абсцисс также до пересечения с их осью ординат.

Измеряют отрезки Z на оси ординат между касательной и проведённой через ту же точку горизонтальной прямой (рис. 3.2)

Длина такого отрезка Z, выраженная в единицах измерения поверхностного натяжения, равна С×ds/dC, так как, согласно построению , откуда следует Z = - С×ds/dC.  Подставляя значение Z в уравнение 3.2, получим

                                                             (3.8)

Таким путём рассчитывают величины G для тех концентраций, в соответству- ющих точках которых на кривой изотермы поверхностного натяжения (рис. 3.2) построены касательные.  Результаты вычислений заносят в таблицу 3.2.

Таблица 3.2. Определение величины адсорбции

По данным в табл. 3.2 строят кривую зависимости между адсорбцией G и концентрацией С и называют её изотермой адсорбции (рис. 3.3).

3. Вычисление предельной адсорбции, толщины адсорбционного слоя и площади, занимаемой одной молекулой в адсорбционном слое.

На основе полученных данных определяют предельную адсорбцию. Уравнение 3.3 можно представить в следующем виде:

                                               (3.9)

Это уравнение (уравнение прямой) позволяет выразить обратную величину адсорбции (1/G) в зависимости от обратной величины концентрации (1/С), то есть 1/G = ¦(1/С). Значения концентраций и полученные значения адсорбции переводят в обратные величины и расчётные данные заносят в табл. 3.2. По этим данным строят график зависимости 1/G = ¦(1/С) (рис. 3.4). Отрезок, отсекаемый по оси ординат есть величина, обратная предельной адсорбции, 1/G¥.

1/G¥

1/С, л/моль

С, моль/л

G, моль/м2

Предельная адсорбция позволяет вычислить толщину адсорбционного слоя d, которая соответствует длине молекулы. Масса 1 м² поверхностного слоя равна