Физическая и коллоидная химия. Балдынова Ф.П. - 45 стр.

II-7), то она может уменьшаться как за счет сокращения по-    ция). Вещество, на поверхности которого происходит ад-
верхности, так и счет уменьшения поверхностного натяже-       сорбция, -адсорбент, а адсорбирующееся вещество- адсор-
ния. К поверхностным явлениям, связанным с уменьшением        бтив (адсорбат).
поверхности, можно отнести:                                         Для количественного описания адсорбции применяют
       стремление капель жидкости или пузырьков газа при-     три величины.
нять сферическую форму;                                             1. Гиббсовская или избыточная адсорбция (Гi) моль/м2
       агрегация или коалесценция (слипание) капель в         - избыток i-го компонента в поверхностном слое по сравне-
эмульсиях, пузырьков газа в пенах;                            нию с его количеством в объеме фазы, приходящийся на
       рост кристаллов.                                       единицу площади поверхности
       Твердые тела уменьшают свою поверхностную энер-              2. Абсолютная адсорбция (А) моль/м2 – количества
гию за счет снижения поверхностного натяжения в резуль-       вещества в поверхностном слое.
тате адсорбции других веществ. К этому способны и жидко-           3. Удельная адсорбция (α) моль/кг – количества веще-
сти, на поверхности которых благодаря стремлению умень-       ства отнесенная к массе адсорбента.
шить поверхностную энергию происходит, кроме того, оп-              Исходя из второго закона термодинамики американ-
ределенная ориентация молекул, которая обеспечивает           ский ученый Дж. Гиббс вывел уравнение, связывающее ве-
уменьшение поверхностного натяжения.                          личину адсорбции со способностью растворенного вещест-
       Вещества, понижающие поверхностное натяжение, на-      ва изменять поверхностное натяжение раствора. Рассмот-
зываются поверхностно-активными (ПАВ). По отношению           рим вывод этого уравнения.
к водным растворам поверхностно-активными являются                  Так как полная энергия поверхности пропорциональна
спирты, жирные кислоты и их соли, амины и другие веще-        экстенсивным величинам, то:
ства, имеющие дифильное строение, т.е. состоящих из двух                      U=TS + σs + ∑µi ni ,                 (II-11)
частей – полярной группы (-СООН, -СН2ОН, - NH2) и непо-       после дифференцирования имеем
лярного углеводородного радикала (R).                                   dU=TdS + SdT+ σds + sdσ+∑µi dni + ∑ni dµi (II-12)
       Вещества, повышающие поверхностное натяжение,               Подставив значение dU из уравнения (II-3) в уравнение
называются поверхностно-инактивными (ПИВ). К ним от-          (II-12), получим:
носятся сильные электролиты: соли, щелочи, кислоты.                        S dT + s dσ + ∑ ni dµi = 0.            (II-13)
       Для дисперсных систем, обладающих избытком сво-        При Т – const уравнение (II-13) принимает вид:
бодной поверхностной энергией, характерен процесс ад-                      s dσ + ∑ ni dµi = 0.                    (II-14)
сорбции.                                                           Все экстенсивные величины поверхности: внутренняя
       Адсорбция – это самопроизвольное изменение концен-     энергия, энтропия, число молей компонентов - зависят от
трации растворенного вещества в поверхностном слое по         площади поверхности s, поэтому удобнее эти параметры
сравнению с его концентрацией в объеме фазы, в случае         относить к единице площади поверхности. Разделив урав-
ПАВ - увеличение концентрации (положительная адсорб-          нение (II-14) на площадь поверхности s, получим:
ция), а в случае ПИВ – уменьшение (отрицательная адсорб-

                                                         91   92