Коллоидная химия. Методические указания. Письменко В.Т - 4 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

4
Лабораторная работа 1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ АДСОРБЦИИ ВЕЩЕСВА НА ГРАНИЦЕ
ЖИДКОСТЬ – ВОЗДУХ, ЖИДКОСТЬ – ТВЕРДОЕ ВЕЩЕСТВО.
ИЗМЕРЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ
Цель работы. Усвоить основные понятия: сорбция, адсорбция, аб-
сорбция, типы адсорбции. Определить поверхностное натяжение раство-
ров поверхностно-активных веществ на границе вода – воздух и раствор –
твердая поверхность угля методом отсчета капель. Экспериментально ус-
тановить зависимость поверхностного
натяжения от концентрации рас-
творенного вещества (ПАВ), рассчитать и построить график зависимости
адсорбции от концентрации, вычислить толщину адсорбционного слоя и
площадь, занимаемую одной молекулой ПАВ, определить активную поверх-
ность угля.
Теоретическая часть
Явление адсорбции всегда связано с границей раздела фаз. Адсорбция
может происходить на любой поверхности раздела фаз: «жидкость – газ
»,
«твердое тело – газ», «твердое тело – раствор», «жидкость – жидкость».
Вещество, на поверхности которого происходит адсорбция, называется
адсорбентом, а поглощаемое вещество – адсорбтивом или адсорбатом.
Состояние, в котором находится вещество на границе раздела фаз в по-
верхностном слое, существенно отличается от его состояния в объеме фазы.
Например, в случае однокомпонентной двухфазной системы «
вода – водяной
пар» (рис.1) межмолекулярные силы, действующие на молекулу воды, рас-
положенную в объеме фазы, распределены равномерно со стороны соседних
молекул. Молекулы, находящиеся на поверхности раздела фаз, испытывают
действие межмолекулярных сил в большей степени со стороны жидкой фазы
и почти не взаимодействуют с молекулами газообразной фазы. Так как в га-
зовой
фазе молекул газообразного вещества намного меньше в единице объ-
ема и к тому же они находятся на больших расстояниях друг от друга, а сле-
довательно и силы Ван-дер-Ваальса здесь ничтожны малы. Поэтому каждая
отдельная молекула на поверхности жидкости обладает большей энергией по
сравнению с энергией молекулы в объеме
фазы («глубинной»). Она находит-
ся в неравновесном состоянии и стремится втянуться в объем жидкости.
Суммарный избыток энергии всех молекул поверхностного слоя, отне-
сенный к единице поверхности раздела фаз, называется поверхностным
натяжением.
Поверхностное натяжение обычно обозначают буквой
σ и измеряют в
Дж/м
2
или Н/м, поскольку поверхностное натяжение можно представить как
силу, действующую на единицу длины.
Для того чтобы увеличить поверхность жидкой фазы, нужно перевести
молекулы из объема в поверхностный слой, т.е. нужно совершить работу.
Следовательно, с увеличением поверхности будет увеличиваться и свободная
поверхностная энергия фазы.

Страницы