Коллоидная химия: Лабораторный практикум, страница 14

dr = МG¥                                                         (3.10)

где r - плотность вещества в жидком состоянии, М – молекулярная масса.

Из уравнения 3.10 находят толщину адсорбционного слоя

d = МG¥ /r                                                  (3.11)

Для расчётов по формуле 3.11 величина предельной адсорбции берётся из опыта (рис. 3.4); молекулярную массу рассчитывают, а плотность бутилового спирта r = 0,869 г/см³.

Площадь, приходящуюся на одну молекулу в адсорбционном слое, рассчитывают по формуле                                                                                       (3.12)

где N_A -  число Авогадро, 6,02×10²³ моль^–1.

Литература

Зимон А.Д., Балакирев А.А., Дехтяренко Н.Г., Бабак В.Г., Аксёнов В.Н. Коллоидная химия. Лабораторный практикум. Часть 1. М: ВЗИПП 1986, Лаб. работа 3.

Зимон А.Д., Лещенко Н.Ф. Коллоидная химия. М: Химя, 1995, Глава 5.

Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии. М: Химия, 1975, Глава 5.

РАБОТА № 4

Адсорбция на твёрдой поверхности.

Молекулярная адсорбция из растворов

Цель работы: Определение удельной поверхности твёрдого адсорбента

Краткое теоретическое введение

Адсорбция на твёрдой поверхности имеет большое значение, так как многие адсорбенты и катализаторы, применяемые в промышленности – твёрдые тела. В отличие от поверхности жидкости поверхность твёрдых тел геометрически и энергетически неоднородна – твёрдые адсорбенты могут иметь поры. Часто пористые адсорбенты применяют в виде порошков. Адсорбция на порошкообразных адсорбентах определяется их удельной поверхностью

                                                         (4.1)

где S – площадь поверхности раздела фаз твёрдое тело/жидкость, m – масса адсорбента. Удельная поверхность пористых порошкообразных адсорбентов в большей степени зависит от поверхности пор, чем от поверхности, определяющей контур частиц. Пористость не только повышает удельную поверхность адсорбента, но и влияет на механизм адсорбции.

На твёрдых адсорбентах величину адсорбции определяют по разности между начальной концентрацией ПАВ в растворе и концентрацией, установившейся при достижении адсорбционного равновесия.

При помещении в раствор ПАВ определённой навески какого-либо адсорбента (например активированного угля) часть растворённого вещества адсорбируется на его поверхности. Соответственно устанавливается новая равновесная концентрация раствора.

По разности между начальной и конечной концентрациями раствора вычисляют количество вещества, адсорбированное единицей массы адсорбента:

  , (моль/г)                                      (4.2)

где C₀ – начальная концентрация, С – конечная концентрация, V – объём,  m – навеска адсорбента.

Конечную концентрацию поверхностно-активного вещества в растворе определяют путем измерения поверхностного натяжения раствора, отделённого от порошкообразного адсорбента фильтрацией или центрифугированием.

Изотерма адсорбции, приведённая на рис. 3.3, подчиняется известному уравнению Ленгмюра                                                                                       (4.3)

где С – концентрация раствора, моль/л, b – индивидуальная константа, характеризующая адсорбционное взаимодействие твёрдого тела с компонентами раствора; n¥ - предельная адсорбция, отвечающая ёмкости мономолекулярного адсорбционного слоя на поверхности адсорбента.

Для точного определения n¥ пользуются тем же графическим методом, который описан в работе 3 для нахождения  G¥.