Поверхневі явища. Адсорбція

Содержание

Слайд 2

План Поверхневі явища Поверхнева енергія Поверхневий натяг Правило Дюкло – Траубе

План

Поверхневі явища
Поверхнева енергія
Поверхневий натяг
Правило Дюкло – Траубе
Характеристика сорбції
Правило Пескова - Фаянса

Слайд 3

Поверхневі явища Це процеси, які проходять на межі розділення фаз в

Поверхневі явища

Це процеси, які проходять на межі розділення фаз в гетерогенних

системах.

Властивості молекул в поверхневому шарі і в об’ємі системи істотно відрізняються між собою.

Слайд 4

Поверхневі молекули рідини завжди перебувають під дією сили, яка намагається втягнути

Поверхневі молекули рідини завжди перебувають під дією сили,

яка намагається втягнути

їх всередину, тобто поверхня рідини намагається скоротитися.
Слайд 5

Поверхнева енергія Gs Важливою характеристикою поверхневої фази є поверхнева енергія Gs

Поверхнева енергія Gs

Важливою характеристикою поверхневої фази є поверхнева енергія Gs –

різниця середньої енергії частинки, яка знаходиться на поверхні, і частинки, що знаходиться в об’ємі фази
G = σ * S
Слайд 6

Поверхневий натяг σ Для характеристики поверхні поділу, що відділяє дану фазу

Поверхневий натяг σ

Для характеристики поверхні поділу, що відділяє дану фазу від

іншої, вводиться поверхневий натяг σ – відношення поверхневої енергії до площі поверхні поділу фаз
Слайд 7

Слайд 8

Поверхнево-активні речовини (ПАР) ПАР - це сполуки, які адсорбуються на поверхні

Поверхнево-активні речовини (ПАР)

ПАР - це сполуки, які адсорбуються на поверхні

поділу фаз і зменшують поверхневий натяг води.

Американські вчені Ленгмюр і Гаркинс висунули припущення, що ПАР мають дифільну будову, тобто складаються з частин - полярної і неполярної.

Слайд 9

Поверхнево-активні речовини а – полярна частина, забезпечує її здатність до дисоціації

Поверхнево-активні речовини



а – полярна частина,
забезпечує її здатність до


дисоціації , наприклад
групи -ОН, -NH2, -СООН

b – неполярна частина,
має слабке силове поле,
н-д вуглеводневий радикал

Слайд 10

полярна частина направлена в полярне середовище, а неполярна – в неполярне

полярна частина направлена в
полярне середовище,
а неполярна – в неполярне

В

процесі сорбції проходить не тільки накопичення ПАР в поверхневому шарі, але і їх орієнтація -
Слайд 11

Слайд 12

Правило Дюкло -Траубе Поверхнева активність дифільних молекул зі збільшенням вуглецевого ланцюга

Правило Дюкло -Траубе

Поверхнева активність дифільних молекул зі збільшенням вуглецевого ланцюга на

одну групу СН2 підвищується в 2,5 – 3,5 рази.
Слайд 13

Характеристика сорбції поглинання однієї речовини іншою речовиною Адсорбція - зміна концентрації

Характеристика сорбції

поглинання однієї речовини іншою речовиною

Адсорбція - зміна концентрації компонентів в

поверхневому шарі порівняно з об’ємом фази.

Адсорбція спостерігається на межі поділу різних фаз.

Слайд 14

В розчинах поверхневоакти- вних речовин взаємодія між молекулами ПАР та диполями

В розчинах поверхневоакти-
вних речовин взаємодія між
молекулами ПАР та диполями
води слабша,

ніж між
молекулами розчинника,
тому молекули ПАР
виштовхуються з об'єму
розчину в поверхневий шар

Поверхнево інактивні речовини
зазвичай добре розчинні у воді
і взаємодія їх із розчинником
сильніша, ніж між молекулами
розчинника, тому вони прагнуть
піти з поверхні в глибину
розчину

Г > 0

Г < 0

Слайд 15

Рівняння Гіббса поверхнева активність Якщо поверхнева активність > 0, тоді адсорбція – негативна, якщо вона

Рівняння Гіббса

поверхнева активність

Якщо поверхнева активність > 0, тоді адсорбція – негативна,


якщо вона <0, тоді адсорбція – позитивна
Слайд 16

При T= const будується ізотерма адсорбції. При малих концентраціях ПАР адсорбція

При T= const будується ізотерма адсорбції. При малих концентраціях ПАР адсорбція

пропорційна С,при високих – досягає безмежного значення і надалі не змінюється

Рис. 1  Ізотерми поверхневого    Рис. 2  Ізотерма адсорбції натянгу розчинів ПАР  на межі розчин. – газ
ПАР (1, 2) і  ПАР (3)

Слайд 17

Хімічна адсорбція здійснюється за хімічної взаємодії молекул адсорбента і адсорбата. проявляється

Хімічна
адсорбція

здійснюється за хімічної взаємодії молекул адсорбента і адсорбата.

проявляється за рахунок

Ван-дер-Васльсових взаємодій. Вона характеризується зворотністю і зменшенням адсорбції при підвищенні температури.

Фізична
адсорбція

Слайд 18

Адсорбція газів на твердих поверхнях Виражають в молях адсорбтиву на одиницю

Адсорбція газів на твердих поверхнях

Виражають в молях адсорбтиву на одиницю маси

адсорбента:
Г = Х / m
Х – кількість молей адсорбтиву
m – маса адсорбента
Адсорбція газів залежить від температури. Чим вища температура, тим менша адсорбція (молекули газу мають більшу кінетичну енергію та легше відриваються від молекули адсорбента).
Слайд 19

Адсорбція з розчинів: Молекулярна – залежить від природи розчинника і адсорбента

Адсорбція з розчинів:

Молекулярна – залежить від природи розчинника і адсорбента
Іонна

Адсорбенти,

на яких проходить процес обміну іонів називають іонітами (іонообмінниками).
Слайд 20

Правило вирівнювання полярності фаз (правило Ребіндера): Розчинена речовина тим краще адсорбується

Правило вирівнювання полярності фаз (правило Ребіндера):

Розчинена речовина тим краще адсорбується ,

чим більша різниця полярностей між нею та розчинником
ПАР з водних розчинів добре адсорбуються на гідрофобних поверхнях, а з неполярних чи малополярних розчинників – на гідрофільних
Слайд 21

Правило Пескова-Фаянса або правило вибіркової адсорбції Перше правило. На поверхні кристалічного

Правило Пескова-Фаянса або правило вибіркової адсорбції

Перше правило. На поверхні кристалічного твердого

тіла з розчину електроліту специфічно адсорбується іон, який здатний добудовувати його кристалічну решітку або може утворювати з одним з іонів, що входить в склад кристалу, малорозчинну сполуку.
Слайд 22

Правило Пескова-Фаянса Друге правило. На твердій поверхні адсорбента адсорбуються тільки ті

Правило Пескова-Фаянса

Друге правило. На твердій поверхні адсорбента адсорбуються тільки ті іони,

знак заряду яких протилежний знаку заряду поверхні адсорбента
Слайд 23

Слайд 24

Хроматографічний метод Окрім свого головного завдання – якісного та кількісного аналізу

Хроматографічний метод

Окрім свого головного завдання – якісного та кількісного аналізу складних

сумішей, – хроматографічні методи вирішують і наступні завдання:
Слайд 25

Залежно від агрегатного стану рухомої фази розрізняють рідинну хроматографію газову хроматографію

Залежно від агрегатного стану рухомої фази розрізняють

рідинну
хроматографію

газову
хроматографію

Слайд 26

За механізмом розділення є такі види хроматографії: адсорбційна розподільна йонообмінна афінна

За механізмом розділення є такі види хроматографії:

адсорбційна
розподільна
йонообмінна
афінна

Слайд 27

: В залежності від методу, яким проводиться розділення розрізняють

:

В залежності від методу,
яким проводиться
розділення розрізняють