Адсорбция на границе раздела фаз жидкость газ

  • Просмотров 3035
  • Скачиваний 53
  • Размер файла 147
    Кб

Калмыков П. Работа №3 Адсорбция на границе раздела фаз жидкость – газ. Цель работы: Определение поверхностного натяжения растворов. Построение изотермы поверхностного натяжения =f(с). Расчет величин адсорбции Г при различных концентрациях вещества. Построение изотермы адсорбции Г=f(с). Графическое определение постоянных уравнения Ленгмюра (k и Г) и расчет толщины адсорбционного слоя  и поверхности, занимаемой одной

молекулой q. Теоретическая часть: Поверхностная энергия. Поверхность раздела фаз всегда является источником силового поля вследствие нескомпенсированности молекулярных сил в межфазном поверхностном слое. Для перемещения отдельной молекулы жидкости из объема на поверхность необходимо совершить работу для преодоления этих сил, направленных внутрь фазы с большим межмолекулярным притяжением. Поэтому вопрос образования

новой поверхности всегда связан с затратой работы. Эта работа определяет избыток свободной энергии Fs на поверхность раздела фаз по сравнению с энергией в объеме. Этот избыток, отнесенный к единице поверхности, называется удельной свободной энергией и обозначается  (Дж/м2). Коллоидные системы, являясь микрогетерогенными системами, имеют большую поверхность раздела фаз S и обладают значительной поверхностной свободной

энергией Гельмгольца Аs =S (1) Большая величина Аs коллоидных систем определяет ее термодинамическую неустойчивость. Поэтому в коллоидных системах могут протекать процессы, сопровождающиеся уменьшением Аs. Из уравнения (1) следует, что уменьшение Аs может происходить как за счет уменьшения , так и величины поверхности S. Снижение  происходит за счет адсорбции, концентрации вещества в поверхностном слое, определяемой

избыточной по сравнению с объемной фазой количества вещества, приходящейся на единицу поверхности, Г: (2) где с0 и с — концентрации вещества в поверхностном слое и объемной фазе; Vn — объем поверхностного слоя. Величина Г имеет размерность . Взаимосвязь Г и  определяется уравнением Гиббса: (3) где c — равновесная концентрация растворенного вещества, моль/л; R — универсальная газовая постоянная (8,31 Дж/моль К); Т — абсолютная