34. Адсорбция на границе раздела раствор – газ (воздух). Вывод и анализ уравнения адсорбции Гиббса для разбавленных растворов бинарной системы.

Адсорбцией называется самопроизвольное изменение концентрации компонента в поверхностном слое по сравнению с объемной фазой, отнесенное к единице площади поверхности или единице массы адсорбента. [моль/м2 или моль/кг].

Твердое тело или жидкость, на поверхности которого происходит адсорбция, называют адсорбентом, адсорбирующиеся вещество - адсорбатом. Процесс обратный адсорбции - десорбция.

По агрегатному состоянию адсорбента и адсорбата адсорбцию классифицируют:

Особенности адсорбции на границе раствор - газ:

поверхность жидкости однородная, а значит все активные центры равноценны для адсорбции;

молекулы адсорбции не закреплены жестко с каким-то одним участком поверхности и поэтому могут свободно перемещаться по поверхности жидкости под действием теплового движения;

можно пренебречь силовым полем газовой фазы, так как сильное взаимодействие в ней очень малы по сравнению с силовым полем жидкости.

Установление адсорбционного равновесия сопровождаемся изменением свободной поверхностной энергии системы (величиной поверхностного натяжения) σ. Связь между двумя параметрами, характеризующими энергию и состав поверхностного слоя, дает фундаментальное адсорбционное уравнение Гиббса:

где μi - химический потенциал компонента в растворе.

Уравнение Гиббса для разбавленных двухкомпонентных растворов:

где сi - равновесная концентрация растворенного вещества в объеме раствора; Т - температура, при которой происходит адсорбция; R - универсальная газовая постоянная; - изменение поверхностного натяжения раствора при изменении концентрации.

Зависимость поверхностного натяжения (σ) (а) и адсорбции ПАВ (б) от концентрации раствора:

σо - поверхностное натяжение чистого растворителя

Кривая I - вещества менее полярны, чем растворитель (ПАВ). ＜0 и Г＞0, адсорбция положительна, концентрация ПАВ в поверхностном слое больше, чем в объеме.

Кривая II - вещества, повышающие поверхностное натяжение при растворении (ПИАВ - поверхностно - инактивные). ＞0 и Г＜0, адсорбция отрицательная, концентрация ПИАВ в поверхностном слое меньше, чем в объеме.

Кривая III - вещества ,поверхностное натяжение которых равно поверхностному натяжению растворителя, равномерно распределяется между поверхностным слоем и объемом раствора.

= 0 и Г= 0.

Для ПАВ характерно резкое снижение σ, для ПИАВ значение σ очень мало отличается от σо. Это объясняется тем ,что объем поверхностного слоя мал, по сравнению с объемом жидкой фазы, и небольшим количеством ПАВ, которые переходят их объема в поверхностный слой, могут резко изменить его состав, а значит и величину σ. Для растворов ПИАВ их концентрация в поверхностном слое практически близка к чистому растворителю.

В разбавленные растворах ПАВ концентрация в поверхностном слое может намного превышать концентрация в объеме, особенно для белков.

35. Зависимость термодинамической реакционной способности от дисперсности.

Бы

36. Что такое порошки? Как их классифицируют по размерам частиц дисперсной фазы? К какому классу следует отнести по размерам частиц следующие системы: сахарную пудру и крахмал; пигменты, например оксиды хрома, железа, титан и сажу; тальк, слюду, цемент.

Порошки представляют собой свободнодисперсные системы с газообразной средой и твердой дисперсной фазой. Размеры частиц имеют разные названия: при диаметре частиц - м — песок; м — пыль; менее м — пудра .

Класс системы	Размер частиц	Дисперсность,	Пример системы
	м
Молекулярные	менее	-	Истинные растворы
Высокодисперсные (ультрамикрогетерогенные)		-	истинно-коллоидные растворы, золи
Микрогетерогенные (среднедисперсные)		-	Эмульсии, суспензии, пены, аэрозоли, порошки
Грубодисперсные	более	менее	Почва, грунт, порошки