13) Что понимается под адсорбцией, абсорбцией, адсорбентом, адсорбатом, адсорбтивом?
Абсорбция – поглощение газов, паров в объемной фазе. Адсорбция – поглощение какого – либо вещества из газообразной среды или раствора поверхностным слоем жидкости или твердого тела, то есть самопроизвольное изменение концентрации компонента в поверхностном слое по сравнению с его концентрацией в объемной фазе. Адсорбент – вещество, на поверхности которого происходит адсорбция. По агрегатному состоянию адсорбент может быть твердым или жидким. Адсорбтив – вещество, молекулы которого могут адсорбироваться, но еще находиться в объемной фазе.
14) В чём принципиальное отличие адсорбции на твёрдых поверхностях от адсорбции на поверхности жидкости?
На поверхности твёрдого тела есть определённое число адсорбционных центров, а поверхность жидкости эквипотенциально, поэтому там отсутствуют эти центры, На поверхности жидкости молекулы адсорбата свободно перемещаются.
15) Какие величины используют для количественного описания адсорбции? Дайте определение этих величин и покажите как их можно вычислить в общем виде?
Абсолютная
адсорбция
(А)(
)
– количество вещества в поверхностном
слое, приходящееся на единицу площади
поверхности или массы адсорбента. А =
h
–толщина поверхностного слоя (м).
Избыточная
(гиббсовская) адсорбция Г(моль/м2)–
избыток компонента в поверхностном
слое по сравнению в объёме, отнесенный
к единице площади поверхности. Г=
.
Удельная
адсорбция aI(моль/кг;
кг/кг) – количество в-ва(
)
или его масса (
в
поверхностном слое, отнесенное к массе
адсорбента. aI=
.
16) Как можно рассчитать гиббсовскую адсорбцию по изотерме поверхностного натяжения.
В изотерме
проводят касательные. tgα=
.
Г=
17) Как можно определить параметры молекул пав ( и ).
Площадь одной
молекулы ПАВ
.
Длина молекулы
.
18) У какой горячей или холодной воды на границе с воздухом больше поверхностное натяжение, и почему?
Поверхностное натяжение с ростом температуры уменьшается, что объясняется увеличением взаимной растворимости компонентов фаз в системе и увеличением межмолекулярного расстояния в результате возрастания теплового движения молекул жидкости. Последний эффект характерен для чистых жидкостей. Поэтому величина всегда отрицательна, на эту величину происходит уменьшение поверхностного натяжения с увеличением температуры. Линейная зависимость характерна для всех индивидуальных (однокомпонентных) жидкостей на границе с газовой фазой. Для растворов (особенно растворов ПАВ) температурная зависимость поверхностного натяжения носит более сложный характер.
19) Какая жидкость лучше смачивает гидрофобную поверхность вода или бензол? Ответ аргументировать.
Твердая поверхность тем лучше смачивается, чем меньше когезия жидкости и чем больше адгезия жидкости с твердым телом. Другими словами, лучше смачивает поверхность та жидкость, которая ближе по полярности к смачиваемому веществу и имеет меньшее поверхностное натяжение.Поэтому, жидкости с малым поверхностным натяжением лучше смачивают твердые тела. Неполярные жидкости, такие как бензол, керосин, масла (σ = 20-30 мДж/м2) смачивают все твердые тела.Лучше смачивающиеся неполярной жидкостью с cosθ <0 и следовательно 90о < θ < 180о – гидрофобными или олеофильными.