Коллоидная химия. Методические указания. Письменко В.Т - 9 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

9
Концентрируясь на поверхности раздела фаз, дифильные молекулы
ПАВ, например, молекулы этилового спирта, понижают поверхностное на-
тяжение, так как этиловый спирт обладает меньшим поверхностным натяже-
нием, чем вода.
Таким образом, самопроизвольное понижение поверхностного натя-
жения водных растворов поверхностно-активными веществами – следствие
их концентрирования на поверхности раздела фаз, т.е. адсорбции.
Заметим, что полного разделения растворенного вещества между по-
верхностным слоем и объемом раствора не происходит. Возникающая раз-
ность концентраций растворенного вещества в поверхностном слое и объеме
раствора, приведет к направленной диффузии частиц из поверхностного слоя
в объем раствора (и наоборот). Со временем устанавливается подвижное ад-
сорбционное равновесие между равновесной концентрацией растворенного
вещества в поверхностном слое и равновесной концентрацией в объеме рас-
твора, соответствующими данной температуре. Явление адсорбции всегда
связано с границей раздела фаз.
Адсорбция – процесс самопроизвольный, сопровождающийся умень-
шением свободной поверхностной энергии (за счет уменьшения поверхност-
ного натяжения) и как результат – система переходит в устойчивое равно-
весное состояние.
Количество адсорбированного
вещества обычно определяется избыт-
ком вещества на границе фаз по сравнению с равновесным количеством. Из-
быток вещества в молях, отнесенный к 1 см
2
(или 1м
2
) поверхности – назы-
вают адсорбцией. Обозначают адсорбцию чаще всего буквой Г и рассчиты-
вают по формуле:
Г =
S
CC
po
−
моль/см
2
,
где С
о
и С
р
– начальная и равновесная концентрации растворенного вещест-
ва, моль; S – поверхность адсорбента, см
2
.
Адсорбцию чаще всего выражают зависимостью количества адсорби-
рованного вещества от равновесной концентрации (или равновесного давле-
ния) адсорбтива при постоянной температуре, т.е. строят графики:
Г = f(C
p
) или Г = f(P
p
) при Т = const,
которые называются изотермами адсорбции (рис. 5 а).
Количественно связь между величиной адсорбции и изменением по-
верхностного натяжения с концентрацией раствора
dC
d
σ
дается адсорбцион-
ным уравнением Гиббса (1878 г.):
Г = -
dC
d
RT
C
σ
⋅ моль/см
2
,
где С – концентрация ПАВ в растворе, моль/л;
R – универсальная газовая постоянная, 8,31 Дж/(моль К);
Т – абсолютная температура, К.

Страницы