2018-01-21
2433
Построение изотермы адсорбции
Изотерму адсорбции Г = ƒ (С) строят только для одного ПАВ (по заданию). Для нахождения этой зависимости пользуются уравнением Гиббса, из которого следует, что для нахождения величин адсорбции Г при разных концентрациях нужно знать величину производной dσ/dC. Для этого полученную изотерму поверхностного натяжения графически дифференцируют, то есть находят значение производной для ряда точек на кривой.
На рисунке видно, что dσ/dC = tgα = - tgα’, а tgα’ = Z/C, откуда - dσ/dC = Z/C. Подставив значение - dσ/dC в уравнение Гиббса, получим:
Таким путём подсчитывают величины адсорбции Г (кмоль/м2) для ряда точек на кривой и по рассчитанным данным строят изотерму адсорбции.
Газовая постоянная R = 8.314*106 мДж*K-1*кмоль-1.
Расчёт величины предельной адсорбции Г∞
Для нахождения Г∞ используют уравнение Ленгмюра в линейной форме:
Данное уравнение является уравнением прямой в координатах С/Г = ƒ (С). Очевидно, что тангенс угла наклона прямой к оси абсцисс равен 1/Г∞, а отрезок, отсекаемый прямой на оси ординат, l = 1/Г∞b.
|
|
|
Определение параметров адсорбционного слоя
Площадь молекулы S0 (посадочную площадку) и толщину адсорбционного слоя (или длину молекул) δ рассчитывают по формулам: зная величину Г∞, молекулярную массу поверхностно – активного вещества М и плотность поверхностно – активного вещества р:
где NA – число Авогадро, ровное 6,02*1026 кмоль-1.
Значение величины посадочной площадки S0 позволяет рассчитывать минимальное количество поверхностно – активного вещества Qmin, которого достаточно для образования мономолекулярного адсорбционного слоя по всей площади поверхности S:
Сопоставляя вычисленное значение толщины слоя с длиной молекулы, известной из её строения, можно сделать заключение об ориентации молекул поверхностно – активного вещества в адсорбционном слое.
Значение плотности изучаемых спиртов при различных температурах приведены в таблице.
| Вещество | Плотность p*10-3, кг/м3 при t, 0C | ||
| 15 | 20 | 30 | |
| Пропиловый спирт С3H7OH | 0,8075 | 0,8044 | 0,8015 |
| Бутиловый спирт С4H9OH | 0,8133 | 0,8086 | 0,8020 |
| Амиловый спирт С5H11OH | 0,8129 | 0,8073 | 0,8017 |
Задание для отчёта:
1(7). Вычислите площадь, занимаемую 1 молем ПАВ при образовании насыщенного монослоя, если известно, что его молекулярная масса равна 98 кг/кмоль, плотность 970 кг/м3, а толщина слоя составляет 5,6 А.
2(1). Поверхностное натяжение бензола равно 28,79*10-3 н/м. Плотность бензола в условиях опыта была равна 0,8775*103 кг/м3, а радиус капилляра трубки равен 1,934*10-4 м. Вычислите высоту поднятия бензола в капилляре (см. п. 3. 8. 2).
3(10). Рассчитайте внутреннее давление в капле жировой эмульсии, если межфазное натяжение равно 55 мДж/м2, а дисперсность эмульсии составляет 106 м-1.
|
|
|
