41. Дайте сравнительную характеристику мономолекулярной и полимолекулярной адсорбции. Приведите основные типы изотерм для полимолекулярной адсорбции.

Мономолекулярная адсорбция - на поверхности адсорбента создается монослой из молекул адсорбата.

Полимолекулярная адсорбция - вблизи поверхности адсорбента создаются полислои, состоящие из молекул адсорбата.

Теория мономолекулярной адсорбции:

1.Адсорбция обусловлена силами близкими к химическим.

2.Ограничено монослоем.

3.Адсорбция протекает только на активных адсорбционных центров, каждый центр может адсорбировать одну молекулу. Она пребывает определенный промежуток времени, затем уходит и ее место занимают другие.

4.Пренебрегается взаимодействием другими молекулами.

5.Адсорбционные центры энергетически эквиваленты.

Теория полимолекулярной адсорбции:

1.Адсорбция многослойна.

2.На поверхности адсорбента имеется определенное число равноценных в энергетическом отношении активных центров.

3.Адсорбция обусловлена физическими силами, действующими между адсорбентом и адсорбатом.

4.Каждая молекула первого слоя представляет собой активный центр для дальнейшей адсорбции, что приводит к образованию второго, третьего и т.д. слоев. При этом построение последующих слоев возможно при незаполненном первом слое.

5.Первый слой адсорбата образуется в результате действия сил Ван-дер-Ваальса между адсорбентом и адсорбатом, а последующие в результате конденсации пара.

6.Взаимодействие соседних адсорбированных молекул в первом и последующих слоях отсутствует. 7.Теплота адсорбции во всех слоях одинакова, кроме первого, и равна объемной теплоте конденсации пара.

42. Дайте характеристику двойного электрического слоя на границе раздела фаз твердое тело – раствор. Как изменяется потенциал в этом слое с расстоянием от поверхности твердой фазы?

ДЭС- это слой, образующийся на границе раздела двух фаз из пространственно разделенных электрических зарядов противоположного знака, но равной величины.

водный раствор - поверхность твердых частиц AgI

KI взят в избытке, тот компонент который берется в избытке, получил название электролита-стабилизатора. Электролит-стабилизатор поставляет ионы, способные достраивать кристаллическую решетку частиц дисперсной фазы.

В уравнении реакции KI берется в избытке, поэтому и на поверхности кристаллов AgI возле положительно заряженных ионов за счет химических сил адсорбируется слой ионов , занимая вакантные места на поверхности и достраивая кристаллическую решетку. Этот процесс протекает до тех пор,пока не установится электрохимическое равновесие: После чего переход ионов из одной фазы в другую прекращается. Вследствие адсорбции ионов на поверхности твердой фазы она приобретает отрицательный знак, а жидкая - положительный знак за счет избыточных противоионов , которые остались в растворе без партнеров. Части этих противоионов (ПИ) под действием электростатических и адсорбционных сил притягивается к заряженной поверхности и вместе с ионами образуют внутреннюю обкладку ДЭС со стороны твердой фазы. Ионы придающие поверхности отрицательный знак заряда, получили название потенциалопределяющих или ПОИ , так как они вызывают образование межфазного потенциала.

По правилу Фаянса-Панета: на поверхности твердой частицы избирательно адсорбируются только те ионы , которые входят в состав кристаллической решетки твердой фазы и могут ее достраивать, изоморфные им или образуют с ионами твердой фазы труднорастворимые соединения.

Остальные противоионы испытывают со стороны заряженной поверхности твердых частиц только электростатическое притяжение и одновременно находятся в движении под действием диффузионных сил. Они образуют внешнюю обкладку ДЭС со стороны жидкой фазы , и возникает двойной электрический слой.

з

По Штерну:

1 - поверхность, которая проводится через центры адсорбционных противоионов, называется плоскостью максимального приближения.

Потенциал возникающий на границе между адсорбционным и диффузным слоем называется потенциал диффузного слоя.

2 - смещение фаз в дисперсной системе относительно друг друга, вызванное внешними силами, называется плоскость скольжения.

- это полный скачок потенциала между серединой твердой фазы и точкой в глубине раствора.

= +

или электрокинетический потенциал - потенциал, возникающий на плоскости скольжения при отрыве части диффузного слоя. Он характеризует падение потенциала в диффузной части ДЭС, где уже потеряна прочная связь между поверхностью и ионами, то есть между неподвижной и подвижной частями диффузного слоя в объеме жидкости.

- потенциал адсорбционного слоя.

- толщина диффузного слоя.

- толщина адсорбционного слоя.

- потенциал в диффузной части ДЭС уменьшается в е раз, это расстояние называется эффективной толщиной диффузной части ДЭС.