Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
100 вопросов КХ (старые).docx
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2024
Размер:
3.47 Mб
Скачать

95) Что такое обменная адсорбция? в чем заключается ее практическое значение? Объясните на примерах действие катионитов и анионитов.

Обменная адсорбция - обмен ионов между двойным электрическим слоем адсорбента и средой.

При контакте ионита с раствором электролита по истечении некоторого времени установится равновесие между концентрациями ионов в ионите и в растворе, называемое ионообменным равновесием.

Ионный обмен перспективный и широко применяемый в различных отраслях промышленности технологический процесс. Применение ионообменных методов позволяет решать задачи, связанные с комплексной переработкой полезных ископаемых и охраной окружающей среды от загрязнений.

В целом фаза ионита должна быть электронейтральной. По знаку заряда обменивающихся ионов иониты делят на: катиониты (обмениваются катионами), аниониты (обмениваются анионами) и амфолиты – в зависимости от рН среды способны обменивать анионы или катионы.

Регенерация катионита – обратное замещение его сорбированных ионов ионами H+ или Na+ , достигается промывкой отработанного катионита кислотой (H+ - катионита) или раствором хлорида натрия ( Na+ - катионита):

2RKat-Me++ H2SO4=2RKat- H++Me2SO4;

RKat-Me++NaCl=RKat-Na++MeCl .

Регенерация анионитов осуществляется промывкой истощенного анионита

2-4%-ми водными растворами NaOH,Na2CO3 или NH4OH.

96) Где находится практическое применение коллоидные поверхностно-активные вещества? в чем заключается механизм их моющего действия?

Практическое применение коллоидных ПАВ Важнейшей областью применения коллоидных ПАВ является использование их в качестве моющих средств (детергентов). В моющем процессе наблюдается ряд физико-химических явлений: адсорбция, смачивание, эмульгирование, стабилизация. В большинстве случаев загрязнения представляют собой многокомпонентную смесь жидких (маслянистых) и твердых (пыль, копоть) веществ, которые образуют иногда сильно структурированную систему. Вода является полярной жидкостью, обладает большим поверхностным натяжением и не смачивает такие загрязнения, а, следовательно, и не удаляет их.

Так как неполярные загрязнения не смачиваются водой, то при введении в водный раствор молекул ПАВ они адсорбируются на поверхности загрязнения, ориентируясь при этом в соответствии с правилом уравнивания полярностей П.А. Ребиндера. Процесс адсорбции идѐт в сторону выравнивания полярностей контактирующих фаз, и тем сильнее, чем больше первоначальная разность полярностей.

Поэтому адсорбционный слой ориентирован полярной гидрофильной частью в сторону водной фазы, а к неполярной твѐрдой поверхности обращена неполярная часть ПАВ. Адсорбционный слой молекул ПАВ экранирует твѐрдую поверхность и сообщает ей полярные свойства. Происходит уменьшение поверхностного натяжения раствора в результате чего он смачивает загрязнения, проникает в трещины и поры. Все это приводит к снижению адгезии загрязнений к твѐрдой поверхности. При механическом воздействии угол смачивания увеличивается, и, в конце концов, частицы загрязнения переходят в раствор.

Адсорбция молекулы ПАВ на загрязнениях и отмытой поверхности препятствует укрупнению и осаждению частиц загрязнений на чистой поверхности. В результате частицы загрязнителя стабилизируются во взвешенном состоянии в растворе и удаляются вместе с ним.

Следует иметь в виду, что наряду с адсорбцией при этом имеют место такие явления, как расклинивающее давление, капиллярные процессы. Капиллярное давление, вызывающее всасывание растворов в микротрещины и поры, достигает 150-260 МПа, расклинивающее давление 800-100 МПа. Водные растворы ПАВ при концентрациях, которые превышают концентрацию ККМ, поглощают значительное количество нерастворимых в воде веществ типа масел, жиров, которые солюбилизируются в мицеллах ПАВ.

Таким образом, моющее действие ПАВ заключается в следующем:

- в присутствии ПАВ вследствие уменьшения поверхностного натяжения раствора улучшается смачивание твердой поверхности, жидкость лучше проникает в тонкие капилляры;

- молекулы ПАВ, адсорбируясь на поверхности ткани и частицах твердых и жидких загрязнений, создают адсорбционный слой, который способствует отрыву частиц и переходу их в моющую жидкость;

- адсорбционные плѐнки на поверхности частиц загрязнений придают им высокую агрегативную устойчивость и препятствуют их прилипанию к поверхности волокна в другом месте;

- в присутствии ПАВ образуется пена, которая способствует механическому уносу частиц загрязнений с поверхности;

- масляные загрязнения удерживаются в воде вследствие солюбилизации.

При этом существует равновесие между процессами:

1) удерживания загрязнений на твердой поверхности под действием сил поверхностного натяжения и механического захвата

2) Уход загрязнений с поверхности твердого тела во взвешенное состояние под действием детергентов.

Перемешивание сдвигает равновесие в сторону ухода загрязнений с поверхности твердого тела и влияет на моющее действие ПАВ так же, как и температура на скорость химической реакции, то есть ускоряет их моющее действие. Поэтому машинная стирка эффективнее по сравнению с ручной стиркой.

С повышением концентрации ПАВ свыше ККМ их моющее действие не усиливается. Следовательно, моющее действие определяется лишь концентрацией мономеров, а мицеллы играют роль "депо", возмещая убыль мономеров ПАВ, расходуемых на смачивание, диспергирование, пенообразование.

Соседние файлы в предмете Коллоидная химия