Изотермы адсорбции и поверхностного натяжения растворов ПАВ. Уравнение Шишковского.




)Там три графика если что. Ур-е Шишковского σ=σ0-Вln(1+AC)

 

13. Представления о неодно­родности поверхности. Изо­термы Адсорбции Темкина и Фрейндлиха. Причина неод­нородности могут иметь раз­ную природу: а)биографическая неоднород­ность э то первонач выход на поверхность раздела фазраз­личных кристаллографич. гра­ней, роббер, узлов. б)индуцированная неоднород­ность – связана с процессом адсорбции из-за электростатич адсорбции из-за электростатич взаимодействия адсорбир час­тиц,изменения электронной структуры адсорбента из-за изменения концентрации сво­бодных электронов.Для случая неоднородности уравнение изотермы Темкина , где f – пока­затель неоднородности, b0 – коэффициент на наиболее сильно адсорбирующих цен­трах. Это логарифмическая изотерма. Для случая экспо­тенциальной неоднородности она описывается Ур-нием Фрейндлиха или

 

14. Представления о поли­молеку-

лярной адсорбции. Изо­терма адсорбции БЭТ. Тео­рия Поляни.

Теория Поляни,основные по­ложения:

1. адсорбция обусловлена чисто физическими силами взаимодействия, в адсорбци­онном пространстве дейст­вуют только дисперсионные силы, не зависящие от темпе­ратуры.

2. вблизи пов-ти адсор­бента образуется непрерывное сило­вое поле.

3. все адсорбированное веще­ство находится в жидком со­стоянии.

4. за меру интенсивности ад­сорбционного взаимодейст­вия принят адсорбционный потен­циал, т.е. работа по пе­реносу одного моль газа с по­верхно­сти жидкого адсорбата в рав­новесную газовую фазу. Ад­сорбционный потенциал:

ξ= RTln(P0/P).

допущение, что практически все адсорбированное вещество находится в жидком состоянии позволяет заменить зависи­мость адсорбционного потен­циала от расстояния на функ­цию объема жидкого адсор­бата. Зависимость ξ как функ­ция R или V называется по­тенциальной кривой адсорб­ции или характеристической кривой, поскольку вид кривой не зависит от температуры.

Для количественного описания изотерм различных типов ис­пользуется теория БЭТ:

1.адсорбция многослойна

2. первый слой адсорбата об­разуется в результате действия вандерваальсовых сил между адсорбатом и адсорбентом, последующие – конденсации наиболее «холодных» молекул пара, обладающих кинетиче­ской энергией, меньшей QL

3. возможно построение по­следующих слоев при неза­конченном первом.

Положения: адсорбция лока­лизована, поверхность энерге­тически однородна, теплота адсорбции постоянна и равна теплоте конденсации.

C= К адс./К конд.

15. Получение, классифика­ция твердых пористых ад­сорбентов.

Класс-я: 1). По структуре: а) корпускулярные: стр-ры из сросшихся м/у собой мель­чайших частиц, связ-х хим.или физ.силами (корпускулы) син­тетические прир. Б) кристал­лич-е стр-ры (цеолиты)-моле­кул.цетали – оллмосиликаты, облад-е строгорегул-й кри­сталлич. Стр-рой. в) губчатые – массивные тела, пронизан­ные порами. 2) по полярности: полярные (бумага, стекло,силикагели,оллюмо­гели), неполярные (угли, сажа,парафины) 3) по размеру пор: П=Vпор/Vадсорбента, макропоры (r=100-200нм, Sуд=0,2-2м2/г), переходнопо­ристые(2-100, 10-500), микро­пористые(0,5-2, 500-1000)

16. Понятия о капиллярных явлениях. Теория капилляр­ной конденсации.

Капиллярные явления наблю­даются в содержащих жид­кость капиллярных сосудах, у которых расстояние между стенками капилляра соизме­римо с радиусом кривизны по­верхности жидкости. Кривизна возникает в результате взаи­модействия жидкости со стен­ками сосудов (адгезия, смачи­вание). Специфика поведения жидкости зависит от того, смачивает или нет она стенки сосудов. Рассмотрим положе­ние уровня жидкости в двух капиллярах, один из которых имеет лиофильную поверх­ность(смачивается жидкостью)

,а другой нет. ΔР стремится растянуть жидкость и подни­мает ее в капилляре до тех пор, пока капил.давление не уравновесится с гидростатиче­ским давлением столба жидко­сти.

Теория капиллярной конден­сации. Явления капиллярной конденсации состоит в том, что конденсация пара адсорб­ции в тонких капиллярах про­исходит при меньших давле­ниях, чем давление насыщен­ного пара над ровной поверх­ностью, при данной темпера­туре в условиях смачиваемо­сти поверхности пор жидким адсорбатом.

Условия действия капилляр­ных сил:

1. смачивание поверхности ад­сорбента жидкостью, кот. по­является в результате конден­сации пара адсорбатом.

2. наличие пор с удельной по­верхностью от 10 до 500 м2/г, что соответствует переходно-пористым адсорбентам(радиус капилляра = радиусу кривизны поверхности)

микропористая структура обеспечвает резкое увеличение ад­сорбционного потенциала из-за перекрытия поверхностных сил. С увеличением давления газа начинают действовать ка­пиллярные силы. Капиллярная конденсация начинается при определенном заполнении пор адсорбента или при опреде­ленном значении пара адсор­бата. К этому моменту поверх. энергия практически скомпен­сирована в результате полимо­лекулярной адсорбции, а мик­ропоры заполнены жидким адсорбатом. С увеличением давления газа конденсация происходит и в более крупных порах, радиус мениска жидко­сти r в которых находится в соответствии с уравнением ка­пил.конденсации Кельвина.

lnP0/P=2σVм/rRT P0/P<<1

при смачивании поверхности конденсация в порах наступает при давлении меньшим, чем Ро.

1.пора конусообразная: кон­денса-

ция начинается со дна поры, где кривизна наибольшая, по мере заполнения поры радиус увеличи-

вается и давление повышается. Процесс десорбции описы­вется той же кривой.

 

2. пора цилиндрическая с от­крытм концом: конденсация адсорбата идет со дна поры, где кривизна сферическая, т.е.наибольшая. Т.к. пора ци­линдрическая она заполняя-

ется при 1-ом значении ра­диуса мениска, соответствую­щего опред. давлению Р

3. цилиндрическая пора с 2-мя открытыми концами: конден­сация начинается на стенках цилиндра, имеющего кривизну в 2 раза меньшую, чем у сферы того же радиуса. Адсорбция приводит к уменьшению ра­диуса поры и мгновенному за­полнению ее при Рцил., на концах поры образуются ме­ниски, поэтому десорбция на­чинается при давлении соот­ветствующем большей кри­визне сферической, давление открытия поры меньше, чем давление закрытия поры.


17. Основные закономерно­сти адсорбции из растворов неэлектролитов на твердых адсорбентах. Молекулярная адсорбция – адсорбция из рас­творов неэлектролитов или слабых электролитов. Раство­ренные вещества адсорбиру­ются на поверхности твердого тела в виде молекул. Особен­ность: наряду с растворенным веществом адсорбируются мо­лекулы растворителя.

моль/г

Адсорбция зависит от:

1) концентрации адсорбента.

Ур-я Ленгмюра, Фрейндлиха и БЭТ.

2) природа растворителя.

а) чем хуже адсорбция раство­рителя, тем лучше адсорбция растворенного вещества.

б) чем лучше в-во (адсорбат) растворяется, тем хуже адсор­бируется из данного раствори­теля.

3) влияние природы адсорбента.

Подобные адсорбируются на подобном (по полярности).

4) Влияние природы адсорбата.

а) правило Ребиндера: Процесс адсорбции идет в сторону уравнения полярностей фаз и тем сильнее, чем больше пер­воначальная разность поляр­ностей адсорбента и раствори­теля. Если адсорбат – ПАВ, то на поверхности образуется слой, ориентированный опре­деленным образом. Неполяр­ный радикал в сторону непо­лярной фазы, а полярная группа в сторону полярной.

б) правило Дюкло-Траубе: Ад­сорбция гомологов возрастает при повышении углеводород­ного радикала.

18. Основные закономерно­сти адсорбции из растворов электролитов на твердых ад­сорбентах. Твердые адсор­бенты-природные или искус­ственные материалы с боль­шой наружной или внутренней энергией на которой происхо­дит адсорбция газов или р-ров. Их классификация:

1.По структуре

а) Корпускулярные-это струк­туры из сросшихся между со­бой мельчайших, связанных физ. Или хим. Силами (кор­пускулы)

Синтетические:синтез гидро­золя→коагуляция(гель)→сушка,дробление

Природные: уголь, древесина, картон, кожа, зерна, почва, грунты.

б) Кристаллические цеолиты, амосиликаты - обладающие строго регулярной кристалл. Структурой

в)Губчатые – массивные тела пронизанные порами(активи­рованные угли, никель Рэнея)

2. По полярности

-полярные: бумага, силика­гель, алюмогель

-неполярные: угли,сажа

3. Пористость(по размеру пор)

П= Vпор/Vадс

Макропоры(r=100/200 нм) Sуд= 0.2/2 м2

Переходно-пористые(r=2/100нм) Sуд=10/500 м2

Микропористые r=0.5/2 нм) Sуд=500/1000 м2

Основные закономерности за­ключаются в следующем:

-Поверхность твердого тела, в отличие от поверхности жид­кости, имеет сложный неодно­родный характер. Даже поли­рованное зеркало имеет на пов-ти выступы размерами до 3*10-7см

-Адсорбция происходит не на всей пов-ти а, лишь на актив­ных центрах

-Адсорбция кинетически обра­тима - наряду с адсорбцией газа происходит его десорб­ция. Адсорбционное равнове­сие устанавливается очень быстро.

 

20. Избирательное смачива­ние. Способы определения краевого угла смачивания. Инверсия смачиваемости поверхности.

при нанесении на пов-ть 2х жид нераств друг в друге, м/у ними обр краевой угол, хар-й относ. спос-ть этих жид.смач-ть данное тело. Для срав­нит.оценки смач.пов.сопост-е проводят по ср-ю с водой (с пол.жид-ми)

инверсия: закл.в качеств-м из­мен-и смач-ти пов-ти за счет адс-и ПАВ

Избир-е см-е: добыча нефти, офсетная печать,изгот-е пиг­ментов для масл.красок, фло­тация (обогащение руд, цв.Ме)

 

21. Молекулярно-кинитиче­ские свойства дисперсных систем: броуновское движе­ние, диффузия. Броуновское движение проявляется в хао­тическом движении частиц дисперсной фазы под дейст­вием ударов молекул раство­рителя, находящихся в состоя­нии интенсивного молеку­лярно-теплового движения. Смещением или сдвигом час­тицы называется расстояние между проекциями начальной и конечной точек траектории на оси смещения. Диффузия – это процесс самопроизволь­ного выравнивания концен­трац. В сис-ме, приводящий к установлению равенства хим. Потенциала во всех точках системы. Движу­щая сила - бро­уновское движе­ние.Количеств хар-ка диффу­зии-диффузион поток-это колво моль веще­ства,переносимого диффузи­ейза ед времени через ед пло­щади пов-ти, перпенд распо­лож к поверхности. 1 закон Фика [D]=м2\с

,




Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-11 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: