5/3Сравнительная характеристика физической и химической адсорбции. Уравнение Фрейндлиха. Изотерма адсорбции. Теплота адсорбции. Кинетика адсорбции.

Адсорбция – самопроизвольное концентрирование газообразного или растворенного в-ва на поверхности раздела фаз

Физическая адсорбция – опред-ся электростатич. силами

Хим. адсорбция – концентрирование в-ва на пов-ти в рез-те хим. поверхностных р-ций.

Хар-ка адсорбции	Физ.	Хим.
Агрегат.сост:адсорбента; адсорбтива	Жидкость, тв. тело Газ, жидкость	тв. тело газ, жидкость
Природа связи	Непрочн. связи типа сил Ван-дер-Ваальса, кулоновских	химические
Индивидуальность молекул	сохраняется	Не сохраняется
Время, с	10-7…10-12	Минуты, часы, сутки
специфичность	отсутствует	Всегда имеется
обратимость	Всегда имеется	Обычно отсутствует
Теплота, кДж/моль	8…40	Десятки, сотни
Энергия активации, кДж/моль	Меньше 25	Больше 25
Повышение температуры	Кол-во адсорбата уменьш.	Опред. природой хим р-ии
скорость	мгновенно	Опред. природой хим р-ии
Характер слоев	полислойная	монослойная

И зотерма Фрейндлиха хорошо опис. адсорбцию для средних значений давлений и концентраций. Исп. для представления опытных данных. Уравнение Фрейндлиха: А=kc^1/n, где А – адсорбция, k и n – коэффициенты, определяемые экспериментально по графику логарифмической зависимости, получаемой на основе уравнения:

Г рафик прямой отсекает на оси ординат отрезок, равный величине lg k, а tg α=1/n. Физический смысл k – это соответствует адсорбции при равновесной концентрации, равной 1 моль/л. Величина 1/n – правильная дробь, характеризующая степень приближения изотермы к прямой.

Кинетику адсорбции представляют с помощью кинетических кривых, которые описываются ур-нием Бедекера- Фрейндлиха: А=kτ1/n, где k и n – экспериментально определяемые коэффициенты; n – целое число.

Также для описания кинетики адсорбции используют ур-ние: , где А_равн – кол-во адсорбата, отвечающее равновесию; А_τ – кол-во адсорбата, находящегося на пов-ти в момент времени τ; k – коэффициент пропорциональности. Значение kзависит от размера пов-ти адсорбента и коэффициента диффузии адсорбтива.

6/1Растворы вмс. Получение и св-ва р-ров вмс. Изоэлектрическое состояние м-л вмс.

ВМС – природные и синтетические в-ва, образованные из цепных макром-л, масса кот. составляет десятки и сотни тысяч единиц, а размеры соответствуют размерам ч-ц золей.

Растворы ВМС получают растворением. Растворение ВМС идет самопроизвольно и по сути является неограниченным набуханием.

Неограниченное набухание протекает в 3 стадии:

Происходит сольватация м-л ВМС, расположенных на пов-ти набухающего материала. Одновременно идет диффузия м-л р-ля под действием осмотического давления внутрь образца.

Разрываются связи в полимере и продолжается сольватация м-л ВМС. Сис-ма остается гетерогенной. М-лы полимера переходят в объем р-ля

Завершается процесс сольватации отдельных м-л ВМС, идет транспорт сольватов в объем ж-ти и образуется р-р ВМС. Гетерогенная сис-ма превращается в гомогенную. Этот этап называют стадией полного растворения.

Свойства р-ров ВМС:

р-ры ВМС образуются самопроизвольно без участия стабилизатора

р-ры ВМС обладают агрегативной и термодинамической устойчивостью

процессы, происходящие в р-рах ВМС при изменении температуры, давления или конц-ции, обратимы.

ВМС обладают структурной вязкостью

Структурная вязкость – вязкость, при кот. м/у ч-цами дисп. фазы возникают связи.

Описывается:

Ур-ние Марка описывает вязкость полимеров: 0,5<α<1, где М – молярная масса, К – константа, α – коэффициент, характеризующий гибкость цепи.

Ур-ние Эйнштейна: : , где η - вязкость дисп. сис-мы,η₀ – вязкость р-ля; k – множитель, зависящий от формы ч-ц дисп. фазы, φ – объемная конц-ция ч-ц дисп. фазы.

Ур-ние Бингама: , где - приложенная сила (напряжение сдвига), s – пл-дь слоя, к которому приложена сила внутреннего трения, θ – критическое напряжение сдвига (предельная сила, необходимая для начала течения, или предел текучести), η’ – структурная вязкость, - градиент скорости.

Коацервация – разделение сис-мы на две фазы, одна из кот. является р-ром ВМС в р-ле, а другая – р-ром р-ля в ВМС.

Высаливание – процесс выпадения в осадок растворенного компонента под действием больших конц-ций электролитов или неэлектролитов, способных десольватировать этот компонент

Изоэлектрическое состояние м-л ВМС характеризуется: электронейтральностью, формой близкой к сферической, склонностью к агрегации, минимумом дзета-потенциала, плохой растворимостью, снижением до минимума электропроводности.

Склонность к агрегации связана с тем, что наличие противоположных зарядов в изоэлектрической точке способствует процессу ассоциации ч-ц по месту ионогенных групп с образованием более крупных агрегатов, что приводит к уменьшению частичной конц-ции и осматического давления в изоэл. точке до минимума

Плохая растворимость определяется уменьшением ионизации, а значит, и гидратации м-л ВМС.

М инимум дзета-потенциала объясняется резким уменьшением заряда ч-цы. Величина электрокинетического потенциала определяет электрический фактор стабилизации золей, поэтому р-ры ВМС в изоэлектр. точке имеют наименьшую устойчивость.