Завдання для самостійної позааудиторної роботи і. Засвоїти основний матеріал навчальної програми

1. Вільна поверхнева енергія та поверхневий натяг. Поверхневі явища та їх значення у фармації.

2. Поверхнево-активні та інактивні речовини. Їх класифікація. Залежності поверхневого натягу розчину від концентрації розчиненої речовини (ізотерма поверхневого натягу).

3. Адсорбція на межі рідина-газ. Визначення поверхневого натягу за зміною максимального тиску бульбашок повітря (метод Ребіндера).

4. Рівняння Гіббса. Поверхнева активність та їх визначення.

5. Сорбція: адсорбція, абсорбція, хемосорбція і капілярна конденсація.

6. Рівняння Шишковського та взаємозв'язок адсорбції Гіббса з теорією мономолекулярної адсорбції Ленгмюра. Гранична адсорбція. Фізичний зміст константи рівняння Ленгмюра.

7. Орієнтація молекул у поверхневому шарі. Правило Дюкло-Траубе. Визначення довжини та площі, яку займає молекула у насиченому адсорбційному шарі.

Іі. Дати письмові відповіді на контрольні запитання

1. Дайте визначення поняття “адсорбція”, “поверхневий натяг”, “поверхнева активність”. Вкажіть їх одиниці.

2. Які процеси називають сорбційними? Приведіть їх коротку характеристику?

3. Які речовини відносять до поверхнево-активних (ПАР), поверхнево-інактивних та поверхнево-неактивних? Наведіть приклади.

4. Сформулюйте правило Дюкло-Траубе та вкажіть межі його застосування.

5. Запишіть рівняння Гіббса та проаналізуйте його.

6. Використовуючи рівняння Шишковського, виведіть рівняння Ленгмюра.

Ііі. Розв’язати задачі

1. Розрахуйте питому адсорбцію оцтової кислоти на вугіллі (в г/г вугілля), якщо 25,00 см³ 0,198 М розчину оцтової кислоти взбовтували із 3 г вугілля і після встановлення адсорбційної рівноваги на його титрування пішло 11,00 см³ 0,050 М розчину NаОН.

2. Залежність поверхневого натягу від концентрації валеріанової кислоти при 80 °С описується рівнянням: σ = 62,6∙10^-3–17,7∙10^-3ln(1+19,72с). Визначте адсорбцію валеріанової кислоти на межі з повітрям і розчином, концентрація якого дорівнює 0,05 кмоль/м³.

3. Для водного розчину пропілового спирту знайдено такі значення констант рівняння Шишковського (при 293 К): а = 14,4∙10^-3, b = 6,6. Обчислити поверхневий натяг розчину концентрацією 1 кмоль/м³. Поверхневий натяг води σ₀ = 72,53∙10^-3 Н/м.

Самостійна робота на занятті

1. Корекція вихідного рівня знань та відповіді на запитання викладача.

2. Виконання лабораторної роботи.

3. Проведення розрахунків.

4. Обговорення одержаних результатів, оформлення висновків та протоколу.

Лабораторна робота Адсорбція спиртів на межі вода повітря Інформаційна частина

У даній роботі адсорбцію на межі рідина-газ визначають за ізотермою поверхневого натягу. Вимірювання поверхневого натягу проводять методом максимального тиску бульбашки газу. Суть методу полягає в тому, що вимірюють тиск, який потрібний для виходу бульбашки з капіляра радіусом r, опущеного в досліджувану рідину.

Поверхневий натяг визначають за допомогою приладу Ребіндера, схема якого приведена на рис.1.6.

Суть методу Ребіндера полягає в наступному :

1) в посудину (1) наливають дистильовану воду, попередньо ретельно промивши капіляр водопровідною, а потім дистильованою водою;

2) посудину закривають корком зі вставленим в неї капіляром (2) – капілярний кінець повинен тільки змочуватись меніском рідини;

3) посудину (1) поміщають в термостат і з'єднують з манометром (3) та аспіратором (4);

Рис. 1. 6. Схема установки Ребіндера

4) поворотом крану (5) випускають воду з аспіраторa. При цьому в посудині створюється розрідження, при якому через поверхню рідини протискується бульбашка повітря. Бульбашки повинні відриватись рівномірно, приблизно кожні 10 с.

Тиск h, що виштовхує бульбашку з капіляру, рівний різниці між тиском зовнішнім (атмосферним) і в посудині (1) (внутрішнім) та пропорційний поверхневому натягу:

σ = К h,

де К – постійна для даного капіляру величина, яку визначають на прикладі дистильованої води, для якої відомий поверхневий натяг при різних температурах (табл. 1.1).

Таблиця 1.1