Вопрос 4. Адсорбция на границе «жидкий раствор - газ». Пав (ориентация молекул пав в поверхностном слое), пив. Уравнение адсорбции Гиббса. Теория мономолекулярной адсорбции Ленгмюра.

Адсорбция на границе «жидкий раствор - газ»

О собенности:

• Поверхность жидкости однородна;

• Молекулы адсорбтива могут свободно перемещаться;

• Можно пренебречь силовым полем газовой фазы;

1. Вещества, способные понижать поверхностное натяжение, называют поверхностно-активные вещества (ПАВ) (это спирты, амины, жирные кислоты, соли жирных кислот)

ПАВ

1. Поверхностно-инактивные вещества (ПИВ) – сильные электролиты (соли, кислоты).

ПИВ (сигма)

2. поверхностно неактивные вещества - те вещества, у которых много функциональных групп (С₁₂ H₂₂ O₁₁)  - не меняет

У равнение адсорбции Гиббса

- (слабый электролит)

• (сильный эл-т)

И зотерма адсорбции (T=const) Г=f(C)

Г∞- предельная адсорбция

СГГ_∞, т.к. адсорбция мономолекулярна, она зкаканчивается.

Теория мономолекулярной адсорбции Ленгмюра

О сновные положения:

1. адсорбция мономолекулярна;

2. При адсорбции устанавливается динамическое равновесие

Адсорбция  десорбция

3. Уравнение: C- конц. в-ва, К- const адсорб., Г_∞- предельная адсорб.

В опрос 5. Адсорбция газов и паров на поверхности твердых тел. Теория мономолекулярной адсорбции Ленгмюра. Теория полимолекулярной адсорбции БЭТ. Зависимость адсорбции газов от свойств адсорбента.

Адсорбция газов и паров на поверхности твердых тел.

ГТв.

Особенности: 1) поверхность имеет сложный неоднородный характер

2. а дсорбция происходит только на активных центрах, а не на всей поверхности 3)Адсорбция обратима. (Адсорбция  десорбция) 4)Поверхность адсорбента может быть пористой, наличие пор приводит к капиллярной конденсации 5)Наряду с адсорбцией (поверхностный процесс) может происходить поглощение газов или паров всем объемом твердого вещества. Это явление называется абсорбция.

a - абсолютная абсорбция

m _i - масса абсорб. вещ-ва

Величина зависит от температуры, концентрации или давления газа, природы твёрдого тела, природы газа

Температура не способствует физ. адсорбции.

Теория мономолекулярной адсорбции Ленгмюра. Допущение:

В основе этой теории лежат представления о том, что поверхность адсорбента представляет собой набор энергетически одинаковых активных центров.

1. На одном центре адсорбируется только одна молекула адсорбтива.

2. Адсорбция мономолекулярна.

3. Адсорбирующие центры энергетически эквивалентны.

4. Адсорбирующие молекулы не взаимодействуют друг с другом.

a =a∞ – выражение теории Ленгмюра.

В линейном виде: P/a=P/a∞+1/Ka∞

Теория полимолекулярной адсорбции БЭТ

• адсорбция не мономолекулярна. Заполнение монослоя продолжается. =>>

Теория полимолекулярной адсорбции (Брунауэр, Эимет, Теллер – БЭТ):

1. На поверхности адсорбента имеется определенное число энергетически равноценных активных центров.

2. Каждая молекула монослоя первого слоя – АЦ для дальнейшей адсорбции, что приводит к образованию 2, 3 и тд слоев. Образование следующего слоя возможно при незаполненном первом.

3. Взаимодействие соседних молекул в рамках одного слоя пренебрегают.

4. Молекулы адсорбента во 2 и последних слоях подобны молекулам жидкости и отличаются от первослоя.

Уравнение БЭТ:

a= , где Ps – давление насыщенного пара, P/Ps – относительное давление пара, С – отношение константы равновесия к константы диссоциации (Кс/Кд).

Зависимость адсорбции газов от свойств адсорбента:

Адсорбенты делятся на:

1. С гладкой поверхностью

2. Пористые

Не пористые адсорбенты. Адсорбция на них зависит:

• От сродства адсорбента к адсорбтиву => полярные адсорбенты адсорбируют неполярные в-ва.

Неполярный адс. – полярные в-ва.

• От дисперсности адс. (степени изменчивости)