19.Адсорбция на твёрдых поверхностях. Уравнение Фрейндлиха, уравнение Ленгмюра.

Сорбция – поглощение каким-либо веществом других веществ.

Адсорбция – если процесс сорбции идёт только на поверхности, которая представляет собой увеличение концентрации вещества на границе раздела фаз. Абсорбция – если поглощаемое вещество диффундирует в глубь поглотителя и распространяется по объёму.

Адсорбен – вещ-во, на поверхности которого идёт адсорбция. Адсорбат – адсорбирующее вещ-во.

Адсорбцию Г выражают через соотношение адсорбата х, приходящему на единицу площади поверхности адсорбента S, в кмоль/м²

Г=x/S

Адсорбция может идти на поверхностях раздела фаз: тв.тело – газ; раствор – тв.тело; газ-раствор.

Различают физическую и химическую адсорбцию.

Уравнение Ленгмюра – уравнение изотермы адсорбции.

(тв.тело - раствор) Г=Г_{max ,}где

Г-адсорбция, С– равновесная концентрация газа, а– отношение скоростей десорбции и адсорбции.

Уравнение Фрейндлиха – x = Kp^1/n или x = KС^1/n , где х – масса адсорбированного вещества, р – равновесное давление, С – равновесная концентрация, К и n – константы.

20.Определение концентрации ионов в растворе методом измерения эдс гальванических цепей.

Гальваническим элементом или гальванической цепью называется прибор, в котором энергия химической реакции преобразуется в электрическую. Он состоит из обратимых или необратимых электродов, соединенных электролитическим проводником. Элемент называется необратимым, если в системе хотя бы один из процессов является термодинамически необратимым. Обратимый электрод – это металл, находящийся в контакте с раствором, содержащем те же ионы, что и металл. Обратимый электрод схематически записывается M|Mx+, где М – металл, Мх+ - ионы этого металла, содержащиеся в растворе.

При погружении металлической пластинки в водный раствор ионов того же металла на границе раздела фаз возникает двойной электрический слой, обусловленный конкуренцией двух процессов:

а) растворение металла, характеризуемое работой, затрачиваемой на вырывание протонов из кристаллической решетки металла и перевода их в раствор;

б) наращивание массы металла, определяемое работой по разрушению гидратной оболочки ионов и осаждению их на металле.

потенциал называется электродным и определяется уравнением Нернста:

,

где  («эпсилон») - электродный потенциал, В;

⁰ – стандартный (нормальный) потенциал, В;

R – универсальная газовая постоянная – 8,31 Дж/моль К;

Т – абсолютная температура, ºК;

F - число Фарадея – 96500 Кл/моль;

n – валентность ионов металла;

2,303 – модуль перехода от натурального логарифма к десятичному;

- активность ионов металла в растворе.

Активность ионов связана с концентрацией раствора, и эта связь выражается уравнением

где - активность, С – молярная концентрация раствора и - коэффициент активности, учитывающий электростатическое взаимодействие ионов в растворе.

Стандартным (нормальным) электродным потенциалом называется потенциал, возникающий на электроде в нормальных условиях (Р = 101,3кПа = 1атм; Т = 298ºК) при активности ионов в электродном растворе, равной 1 г-ион/л. Величины нормальных (стандартных) электродных потенциалов

Для практического определения неизвестных электродных потенциалов используются электроды сравнения. К ним относятся такие электроды, которые при данных условиях имеют известную величину электродного потенциала. В качестве электродов сравнения на практике чаще всего используется хлорсеребряный электрод (рис.1), который схематически записывается следующим образом: Ag| AgCl, KCl_насыщ

и потенциал которого описывается уравнением:

_хс = 0,203 В при 25⁰С.

К электродам сравнения относятся также водородный электрод – Pt,H₂ | 2H⁺, _H+ = 0 В при а_Н+=1моль/литр и каломельный – Hg|Hg₂Cl₂, КCl_насыщ , _к = 0,25 В.