Изотермы пив и пнв

4. Методы измерения поверхностного натяжения

Сталагмометрический метод

Метод основан на зависимости между числом капель, получаемых из определенного объема жидкости , и поверхностным натяжением.

Определив число капель (n) и зная плотность жидкости (ρ), находят поверхностное натяжение:

_,

где σ — поверхностное натяжение исследуемой жидкости; σ₀ —поверхностное натяжение стандартной жидкости с известным значением σ, например, воды; ρ₀ и ρ — плотности воды и исследуемой жидкости; n₀ и n —число капель воды и исследуемой жидкости.

Если концентрации веществ малы, то ρ и ρ₀ примерно равны и тогда:

Лекция № 2

АДСОРБЦИЯ

Адсорбция — процесс самопроизвольного перераспределения вещества между поверхностным слоем и объемом фазы.

Адсорбент — фаза, на поверхности которой происходит адсорбция.

Адсорбат или адсорбтив — вещество, которое адсорбируется на поверхности.

Десорбция — процесс обратный адсорбции.

Абсорбция — поглощение вещества не только поверхностью, но и всей массой адсорбента.

2.1. Адсорбция на границе раствор––газ

Фундаментальное уравнение адсорбции Гиббса.

где с — концентрация вещества в растворе, R —универсальная газовая постоянная, T — абсолютная температура. Размерность [Г] = [моль/ед. поверхности], например, [моль/м²].

а) если   , то Г > 0, вещество накапливается в поверхностном слое (ПАВ);

б) если   , то Г < 0 — вещество уходит в объем раствора (ПИВ);

Для ПНВ Г = 0.

Поверхностная активность (только для ПАВ)

Характеризует способность ПАВ накапливаться в поверхностном слое, снижая поверхностное натяжение. Размерность [g] = [Дж∙м∙моль^–1] = [Н∙м²∙моль^–1].

Физический смысл поверхностной активности выражается в том, что она представляет силу, удерживающую вещество на поверхности и рассчитанную на единицу гиббсовской адсорбции. Поверхностную активность определяют графически как отрицательный тангенс угла наклона касательной, проведенной к изотерме поверхностного натяжения σ = f(c), в точке пересечения ее с осью ординат.

2.1.1. Изотерма гиббсовской адсорбции и графическое определение поверхностной активности

Правило Дюкло—Траубе — поверхностная активность ПАВ одного гомологического ряда на границе водный раствор—газ возрастает в среднем в 3,2 раза при увеличении длины углеводородного радикала на одну группу -СН₂-.

Изотермы адсорбции карбоновых кислот, отличающихся длиной углеводородного радикала

2.2. Адсорбция на твердом теле

Адсорбция на границе твердое тело—газ

Основная характеристика — теплота адсорбции

Физическая	Химическая (хемосорбция)
Взаимодействие адсорбента и адсорбата за счет сил Ван-дер-Ваальса и водородных связей а) теплота адсорбции от 10 до 40 кДж/моль; б) обратима при понижении концентрации адсорбата и при повышении температуры (десорбция); в) малоспецифична	Взаимодействие адсорбента и адсорбата за счет образования химических связей а) теплота адсорбции от 40 до 400 кДж/моль; б) необратима; в) зависит от температуры в соответствии с принципом Ле-Шателье; г) строго специфична