Добавил:
kiopkiopkiop18@yandex.ru t.me/Prokururor I Вовсе не секретарь, но почту проверяю Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

1 курс / Химия / Поверхностные_явления_Сорбционные_процессы

.pdf
Скачиваний:
66
Добавлен:
24.03.2024
Размер:
2 Мб
Скачать
☆

Молекулярная адсорбция на твёрдой поверхности из растворов неэлектролитов

Влияние природы адсорбтива и адсорбата на адсорбцию:

—на полярных адсорбентах лучше адсорбируются полярные вещества, на неполярных — неполярные;

—чем больше растворимость вещества в данном растворителе, тем хуже оно адсорбируется на поверхности твёрдого адсорбента (правило Шилова);

—правило уравнивания полярностей фаз П. А. Ре́биндера :

На поверхности раздела фаз из смеси веществ прежде всего адсорбируются то вещество, которое ближе по полярности к адсорбенту.

Строение дифильной молекулы

Гидрофобный «хвост»

Полярная головка

 

Ориентация дифильных молекул на границе фаз.

41

Адсорбция ПАВ на границе жидкость-газ

Низкое значение адсорбции

Среднее значение адсорбции

Предельная адсорбция (А∞)

усиление взаимодействия углеводородных цепей между собой

малая концентрация ПАВ

 

средняя концентрация ПАВ

 

 

 

 

большая концентрация ПАВ

горизонтальное

 

переход из

 

вертикальное

расположение молекул

 

горизонтального

 

расположение молекул

 

 

расположения молекул

 

«частокол Ленгмюра»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к вертикальному

 

 

 

 

 

 

42

АДСОРБЦИЯ НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ДВУХ НЕСМЕШИВАЮЩИХСЯ ЖИДКОСТЕЙ

В связи с тем, что ПАВ обычно распределяется между обеими фазами, состояние равновесия характеризуется константой распределения Краспр

Kраспр См

Св

где См и Св — концентрации ПАВ, соответственно, в неполярной жидкости и в полярной жидкости.

Дифильные молекулы ПАВ своей полярной (гидрофильной) частью всегда ориентируются в полярную жидкость («воду»), а неполярной (гидрофобной) — в неполярную («масло»).

Ориентация и положение дифильных молекул поверхно-активного вещества на границе вода– бензол в зависимости от гидрофильно–липофильного баланса

43

Объясните экспериментальные данные адсорбции уксусной и пропионовой кислот из раствора в толуоле и из водного раствора, приведённые в таблице ниже:

 

Адсорбция на

Адсорбция на

Вещество

силикагеле из

угле из водного

раствора в

раствора,

 

 

толуоле, моль/кг

моль/кг

уксусная кислота

0,81

0,8

пропионовая кислота

0,27

1,98

44

Какой адсорбент нужно взять для очистки поверхности морской воды от нефти при аварийном её разливе: гидрофильный или гидрофобный?

45

Гидрофобный, так как способность к адсорбции зависит от сродства вещества к адсорбенту: на гидрофильном адсорбенте будут адсорбироваться либо полярные, либо дифильные вещества с преобладанием полярности, а на гидрофобном — неполярные и дифильные с преобладанием неполярности. Нефть представляет собой смесь углеводородов — раствор твёрдых и газообразных углеводородов в жидких углеводородах. Любые углеводороды — это неполярные (гидрофобные) вещества, а вода — полярное вещество. Таким образом, на гидрофобном адсорбенте будет адсорбироваться только нефть.

46

Какой нужно взять адсорбент для извлечения пентановой кислоты из раствора в бензоле: полярный (цеолит) или неполярный (уголь)?

47

Полярный (цеолит). Дифильная молекула пентановой кислоты может адсорбироваться на адсорбенте любой полярности, а бензол, являясь неполярным веществом, будет адсорбироваться только на неполярном адсорбенте. Если взять гидрофобный (неполярный) адсорбент, то будет преимущественно адсорбироваться неполярный бензол. Общий вывод: для извлечения дифильных веществ из растворов нужно выбирать адсорбент, на котором не будет адсорбироваться растворитель

48

Какой изомер гидроксибензойной кислоты, орто- или пара-, будет преимущественно адсорбироваться на поверхности гидроксилированного силикагеля?

49

пара-гидроксибензойная кислота, так как этот изомер образует водородные связи карбоксильной группы кислоты с ОН-группами силикагеля, а в молекулах орто-изомера существуют внутримолекулярные водородные связи, поэтому адсорбция невозможна.

50