lucru de adsorbție - studopediya

Alături de activitatea de suprafață la caracteristicile de surfactant se utilizează un parametru termodinamic - adsorbție de lucru.

adsorbție de lucru () - deplasarea de lucru 1 mol de agent tensioactiv din soluție în vrac la stratul de suprafață la T = const:

în cazul în care - energia liberă de suprafață; K - constanta de echilibru de adsorbție.

Se calculează diferența dintre lucrările de adsorbție pentru cei doi membri vecine ale seriei omoloage:

Astfel, pentru fiecare traducere -CH2 din stratul -în suprafață într-o fază în vrac este necesar să se cheltuiască aproximativ 3 kJ / mol. Acest razdvizheniya lucrare moleculele de apă dipolare (cantitatea -CH2). -în Deoarece mărimea grupării -CH2 - una și aceeași, adsorbția de lucru este același. Prin urmare, activitatea de suprafață a suportului tensioactiv este un radical de hidrocarbură.

3.3.6. Calculul de adsorbție izotermei Gibbs
tensiune superficială de grafică
diferențiere

Știind dependența de tensiune superficială soluție pe concentrația solutului poate fi calculată prin diferențierea grafică surfactant adsorbție izotermă a curbei experimentale # 963; = F (C). Pentru a face acest lucru în mai multe puncte ale curbei # 963; = F (C) se efectuează și determinate tangentele unghi tangent de înclinare, care corespund derivaților d # 963; / DC la aceste puncte (Fig. 3.28). Cunoscând valorile acestor derivați ai ecuației de adsorbție Gibbs valoarea calculată G. permițând construirea de adsorbție izotermei T = f (C).

Fig. 3.28 arată că:

Substituind această valoare în ecuația Gibbs (3.39):

În acest fel, adsorbție calculată valoarea T pentru o serie de puncte de pe curbă și asupra datelor calculate ale izotermei de adsorbție construite în coordonate r = f (C), (fig. 3.29).

Fig. 3,28. Derivarea grafică a tensiunii superficiale izotermei

Fig. 3,29. Izoterma de adsorbție în coordonate r = f (C)

3.3.7. Utilizarea ecuației izotermei Langmuir
adsorbție la gazul lichid.
Calculul caracteristicilor moleculare ale agentului tensioactiv de testare

Ecuația monomoleculare Langmuir izotermelor de adsorbție pentru adsorbția la lichid - gaz (3,34) pentru a determina caracteristicile moleculare ale agentului tensioactiv în stratul de suprafață. Pentru a face acest lucru:

1. ecuația Langmuir conduce la o formă liniară:

2. Construirea izotermei de adsorbție într-o formă liniară coordonate ecuația Langmuir (Fig. 3.30).

Fig. 3.30. adsorbție izotermei
coordonatele într-o ecuație Langmuir formă liniară

3. Determinarea capacității de adsorbție monostrat ca cotangentă a unghiului de înclinare a unei linii drepte:

4. Cunoașterea valorii. determină suprafața ocupată de o moleculă de surfactant în stratul de adsorbție saturat la interfața ():

și lungimea moleculei de surfactant (# 948):

în care - numărul 23 octombrie 6.022 · Avogadro mol -1; M - masa molară de agent tensioactiv;
# 961; - densitate tensioactivi.

Fig. 3.31. Caracteristicile moleculare ale SAW

Conform studiilor efectuate de Langmuir, suprafața ocupată de o moleculă a majorității acizilor monobazici, este de 0,20 nm 2 la alcooli - 0,25 nm 2. Grosimea adsorbție monostrat (# 948) este proporțională cu numărul de atomi de carbon în moleculă, cantitatea totală nm serii omoloage, unde nC - număr de atomi de carbon în moleculă.

Exemplul 3.5. Atunci când studiul activității de suprafață a soluțiilor de acid acetic la 20 ° C, au fost obținute următoarele date:

Fig. 3,32. diferențiere grafică
tensiune superficială izotermă

3. Pentru a calcula valoarea valoarea de adsorbție T conform ecuației (3.39) pentru C = 0,1 mol / l:

Un calcul similar a fost efectuat pentru alte concentrații. Rezultatele sunt prezentate în tabel.

4. Conform rezultatelor calculelor prezentate în tabelul, construi o Langmuir adsorbție izotermă koordinatahG = f (C).

5. Valoarea calculată pentru C = 0,1 mol / l:

Un calcul similar a fost efectuat pentru alte valori ale S. Rezultatele obținute sunt listate în tabel.

6. Pentru a găsi o valoare limită G∞ construct adsorbție izotermei de adsorbție coordonate într-o ecuație Langmuir formă liniară.

7. Extrapolarea liniei pe axa ordonatelor dă segment egal. Unghiul de înclinare linie tangentă egal.

Fig. 3.33. adsorbție izotermei
coordonatele într-o ecuație Langmuir formă liniară

8. Ne așteptăm ca constantele ecuației Langmuir:

9. Cunoașterea valorii. Caracteristicile moleculare ale surfactantului: și # 948;:

Exemplul 3.6. La 293 K, tensiunea superficială a concentrației unei soluții apoase de alcool propil Shishkovsky exprimată prin ecuația :. Se determină absorbția de alcool propil pe interfața unei soluții apoase - aer la o concentrație de 0,25 mol / l.

Decizie. Din ecuația de mai sus rezultă că Shishkovsky
A = 6,6, B = 14,4 x 10 -3.

Constantele Substituind ecuație Shishkovsky în ecuația (3.42):

Exemplul 3.7. Când saturația de adsorbție la 293 K suprafața ocupată de o moleculă de alcool izo-butil este de 2,97 x 10 -19 m2. Se calculează B constantă valoarea limită Ecuația Shishkovsky și adsorbție pe suprafața de separare a fazelor.

1. calcula magnitudinea de limitare de adsorbție:

2. Calculati magnitudinea B constantă în ecuația Shishkovsky: