Термодинамика поверхностных явлений. (Часть 2)

Сентябрь 9, 2022

Главная
Химия
Термодинамика поверхностных явлений. (Часть 2)

Содержание

2. Адсорбция — увеличение концентрации вещества на границе раздела фаз. лат. ad — на sorbeo — поглощаю
3. Жидкость или твердое тело, на поверхности которых происходит адсорбция - адсорбент. Адсорбируемое вещество до адсорбции -адсорбтив,
4. Сорбция – поглощение. Сорбент Сорбент Абсорбция - поглощение в объеме сорбента. Адсорбция - поглощение на границе
5. http://sci-humor.blogspot.com/2009/05/blog-post_25.html
6. Часть молекул с поверхности может перейти обратно в объем. Процесс, обратный процессу адсорбции- десорбция. При равенстве
7. Количественное выражение адсорбции Избыточная (Гиббсова) адсорбция Г (моль/м2) - избыток количества вещества адсорбата на поверхности адсорбента
8. адсорбент Если nS >> nV , то Г ≈ а nS nV
9. Физическая адсорбция обусловлена силами межмолекулярного взаимодействия адсорбент — адсорбат. Молекулы адсорбата сохраняют свою индивидуальность. Теплота физической
10. Химическая адсорбция (хемосорбция) обусловлена химическим взаимодействием адсорбент — адсорбат, сопровождается образованием поверхностных соединений. Теплота хемосорбции более
11. Изотерма адсорбции – зависимость величины адсорбции от концентрации при постоянной температуре. а или Г С, или
12. Адсорбция на границе раздела «жидкость – газ» энергетически выгодна адсорбция тех веществ, которые снижают σ поверхностно-активные
13. ПАВ ПИВ изотермы изотермы пов. натяжения адсорбции ПНВ ПНВ
14. Для ПАВ – низших гомологов алифатических кислот и спиртов (до С7-С8) эмпирическое уравнение Шишковского: σ=σ0–Вln (1+Ac),
15. ПАВ - детергенты (лат. detergens -очищающий). дифильное строение гидрофильная полярная группа - СООН, –ОН, –СНО, –NH2,
16. Адсорбция — самопроизвольный энергетически выгодный процесс. Уравнение адсорбции Гиббса Адсорбция – самопроизвольный энергетически выгодный процесс. Причина
17. фундаментальное уравнение адсорбции Гиббса
18. dσ dC C C dσ = σ2 – σ1 ( σ1 σ2 dC = C2-C1 (>0)
19. Определение параметров мономолекулярного слоя по Г∞ толщина слоя = «длина молекулы» площадь, занимаемая одной молекулой
20. Поверхностная активность g - способность вещества при адсорбции снижать σ в зависимости от его C в
21. gmax= tgα Обычно сравнивают g при С → 0 (gmax ) (тогда это пост. величина и
22. ПАВ (σ уменьшается с ростом С, адсорбция самопроизвольна) ПИАВ ПНВ
24. Скачать презентацию

Слайд 2

Адсорбция — увеличение концентрации вещества на границе раздела фаз.
лат. ad

— на
sorbeo — поглощаю
Причина - избыток свободной поверхностной энергии G.
В результате адсорбции вещества на границе раздела фаз G уменьшается,
процесс адсорбции энергетически выгоден.

Слайд 3

Жидкость или твердое тело, на поверхности которых происходит адсорбция - адсорбент.

Адсорбируемое вещество до адсорбции -адсорбтив,
уже адсорбированное — адсорбат.

адсорбент

адсорбтив

адсорбат

Слайд 4

Сорбция – поглощение.
Сорбент
Сорбент
Абсорбция - поглощение в объеме сорбента.
Адсорбция - поглощение

на границе раздела фаз.

Слайд 5

http://sci-humor.blogspot.com/2009/05/blog-post_25.html

Слайд 6

Часть молекул с поверхности может перейти обратно в объем.
Процесс, обратный

процессу адсорбции- десорбция.
При равенстве скорости адсорбции и десорбции - адсорбционно-десорбционное равновесие.

адсорбент

адсорбция

десорбция

Слайд 7

Количественное выражение адсорбции
Избыточная (Гиббсова) адсорбция Г (моль/м2) - избыток количества

вещества адсорбата на поверхности адсорбента по сравнению с объемом фазы.
или (удельная Г)

Абсолютная адсорбция a (моль/м2) - количество вещества адсорбата на поверхности адсорбента

или (удельная а)

Удельная адсорбция (моль/кг или моль/г) – адсорбция Г или а, отнесенная не к единице площади, а к единице массы (для пористых тел и порошков)

Слайд 8

адсорбент
Если nS >> nV , то Г ≈ а
nS
nV

Слайд 9

Физическая адсорбция
обусловлена силами межмолекулярного взаимодействия адсорбент — адсорбат.
Молекулы адсорбата

сохраняют свою индивидуальность.
Теплота физической адсорбции до 20 кДж/моль.
Физическая адсорбция обратима.

Слайд 10

Химическая адсорбция (хемосорбция)
обусловлена химическим взаимодействием адсорбент — адсорбат,
сопровождается образованием

поверхностных соединений.
Теплота хемосорбции более 80 кДж/моль (активированная сорбция).
Хемосорбция, как правило, необратима.

Слайд 11

Изотерма адсорбции – зависимость величины адсорбции от концентрации при постоянной температуре.
а

или Г

С, или P, или Р/РS
(для газов)

Слайд 12

Адсорбция на границе раздела «жидкость – газ»
энергетически выгодна адсорбция тех веществ,

которые снижают σ

поверхностно-активные вещества (ПАВ),
снижают σ, адсорбируются самопроизвольно. Примеры : мыло (смесь Na солей жирных карбоновых кислот — олеата, стеарата и т. п.) и СМС (синтетические моющие средства), спирты, карбоновые кислоты, амины и т. п.
поверхностно-инактивные (ПИВ или ПИАВ)
повышают σ, Примеры : водные растворы электролитов (кислот, щелочей и солей).
поверхностно-неактивные (ПНВ)
не влияют на σ. Примеры: глюкоза и фруктоза.

Слайд 13

ПАВ
ПИВ
изотермы изотермы
пов. натяжения адсорбции
ПНВ
ПНВ

Слайд 14

Для ПАВ – низших гомологов алифатических кислот и спиртов (до С7-С8)

эмпирическое уравнение Шишковского:
σ=σ0–Вln (1+Ac),
где А и В – эмпирические константы,
σ0– поверхностное натяжение чистого растворителя.
А возрастает в 3-3,5 раза при переходе к каждому следующему гомологу и характеризует относительную адсорбционную активность члена ряда.
Константа В постоянна для гомологического ряда: B=RTГ∞.

Слайд 15

ПАВ - детергенты (лат. detergens -очищающий).
дифильное строение
гидрофильная полярная группа

- СООН, –ОН, –СНО, –NH2, –SH,
–CNS, –SO2H, –CN, –N (к воде)
неполярный гидрофобный углеводородный радикал (к жиру)

Переводят жиры в эмульсию и водорастворимое состояние (мыло – загрязнения; желчные кислоты – липиды пищи в тонком кишечнике)
Некоторые ПАВ (додецилсульфат натрия) вызывают диссоциацию белковых комплексов, способны инактивировать вирусы и бактериальные токсины (Церигель, Этоний, Декаметоксин)

Слайд 16

Адсорбция — самопроизвольный энергетически выгодный процесс.
Уравнение адсорбции Гиббса
Адсорбция – самопроизвольный энергетически

выгодный процесс. Причина – стремление системы к уменьшению избыточной поверхностной энергии.

Снижение поверхностной энергии (G = σ·S) происходит за счет изменения химического состава поверхности (μ·n)

Снижение поверхностной энергии
σ - удельная поверхностная энергия (Дж/м2),
S – площадь поверхности адсорбента (м2)

за счет изменения химического состава поверхности
μ – химический потенциал (Дж/моль),
n – количество вещества адсорбата (моль) n=(nS–nV)

Слайд 17

фундаментальное уравнение адсорбции Гиббса

Слайд 18

dσ
dC
C
C
dσ = σ2 – σ1 (< 0)
σ1
σ2
dC = C2-C1 (>0)
C1
C2
Г∞

Слайд 19

Определение параметров мономолекулярного слоя по Г∞
толщина слоя = «длина молекулы»
площадь, занимаемая

одной молекулой

Слайд 20

Поверхностная активность g - способность вещества при адсорбции
снижать σ в

зависимости от его C в объеме.
Значение g непостоянно и зависит от концентрации растворенного вещества С.

Поверхностная активность
Одной из главных задач при исследовании адсорбции является установление связи между адсорбционной способностью и составом вещества.

Слайд 21

gmax= tgα
Обычно сравнивают g при С → 0 (gmax )
(тогда это пост. величина

и ее можно использовать для сравнения адс. способности веществ)

Слайд 22

Термодинамика поверхностных явлений. (Часть 2)

Содержание

Адсорбция — увеличение концентрации вещества на границе раздела фаз. лат. ad

Жидкость или твердое тело, на поверхности которых происходит адсорбция - адсорбент.

Сорбция – поглощение.СорбентСорбентАбсорбция - поглощение в объеме сорбента. Адсорбция - поглощение

http://sci-humor.blogspot.com/2009/05/blog-post_25.html

Часть молекул с поверхности может перейти обратно в объем. Процесс, обратный

Количественное выражение адсорбции Избыточная (Гиббсова) адсорбция Г (моль/м2) - избыток количества

адсорбентЕсли nS >> nV , то Г ≈ а nSnV

Физическая адсорбция обусловлена силами межмолекулярного взаимодействия адсорбент — адсорбат. Молекулы адсорбата

Химическая адсорбция (хемосорбция) обусловлена химическим взаимодействием адсорбент — адсорбат, сопровождается образованием

Изотерма адсорбции – зависимость величины адсорбции от концентрации при постоянной температуре.а

Адсорбция на границе раздела «жидкость – газ»энергетически выгодна адсорбция тех веществ,

ПАВПИВ изотермы изотермыпов. натяжения адсорбцииПНВПНВ

Для ПАВ – низших гомологов алифатических кислот и спиртов (до С7-С8)

ПАВ - детергенты (лат. detergens -очищающий). дифильное строение гидрофильная полярная группа

Адсорбция — самопроизвольный энергетически выгодный процесс.Уравнение адсорбции ГиббсаАдсорбция – самопроизвольный энергетически