ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Изучение адсорбции ПАВ из растворов на твердом адсорбенте из "Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии" Цель работы получение изотерм поверхностного натяжения растворов ПАВ иа границе с воздухом определение предельной адсорбции ПАВ из водного раствора на угле вычисление удельной поверхности адсорбента. [c.40] Такие дифильные молекулы, способные взаимодействовать одновременно с полярными и неполярными средами, самопроизвольно накапливаются па границах раздела фаз, понижая энергию Гиббса поверхности и образуя адсорбционный слой определенной структуры. В адсорбционных слоях молекулы ПАВ ориентируются полярными группами в сторону полярной среды (воды), а гидрофобной неполярной частью — в сторону менее полярной фазы (воздуха, углеводородной жидкостн). По мере заполнения поверхности раздела вода — воздух молекулами ПАВ поверхностное натяжение на этой границе резко снижается. В разреженных адсорбционных слоях молекулы ПАВ располагаются вдоль поверхности. Такое расположение ПАВ приводит к наибольшему экранированию молекул воды и обеспечивает минимальное поверхностное натяжение раствора. [c.41] С ростом концентрации раствора число молекул ПАВ в адсорбционном слое увеличивается. Прн некоторой концентрации раствора может образоваться предельно насыщенный адсорбционный слой, так называемый частокол Ленгмюра . В этом случае поверхностный слой отвечает конденсированной пленке и поверхность воды оказывается сплошь покрытой углеводородными участками молекул ПАВ. Поверхностное натяжение растворов при этих концентрациях приближается к значению поверхностного натяжения самих поверхностно-активных веществ на границе с воздухом. [c.41] При введении адсорбентов в водные растворы ПАВ молекулы ПАВ адсорбируются на границе вода — твердая поверхность. Согласно правилу Ребиндера при адсорбции ПАВ разность полярностей между адсорбентом и растворителем уменьшается. Все полярные гидрофильные поверхности адсорбируют ПАВ из неполярных и слабополярных жидкостей. Неполярные сорбенты, такие, как уголь или некоторые полимерные материалы, наоборот, хорошо адсорбируют ПАВ из полярных жидкостей. [c.41] На адсорбцию ПАВ из растворов существенное влияние оказывает и пористость сорбента. Влияние пористости определяется соотношением размеров пор и молекул ПАВ. С уменьшением размеров пор адсорбция небольших молекул ПАВ, как правило, возрастает. Однако это наблюдается, только если молекулы ПАВ имеют размеры, позволяющие проникнуть в поры адсорбента. [c.41] Разность концентраций поверхностно-активного вещества С(, — с удобно определять по изменению поверхностного натяжения растЕора. [c.42] Определив экспериментально емкость монослоя Ах, по формуле (П. 4), можно рассчитать удельную поверхность адсорбента 5уд, г. е. поверхность, приходящуюся на единицу массы адсорбента. Для этого необходимо знать площадь 5о, занимаемую одной молекулой адсорбата в насыщенном адсорбционном слое на границе раздела фаз. Согласно исследованиям Ленгмюра и Гаркинса площадь, занимаемая одной молекулой большинства одноосновных жирных кислот и спиртов, составляет 0,2—0,3 нм . [c.42] Прибор для измерения поверхностного натяжения. [c.42] Конические колбы емкостью 50 мл. [c.42] Воронки и фильтровальная бумага. [c.42] Бюретки и пипетка емкостью 25 мл. [c.42] Активный уголь или другой неполярный сорбент. [c.42] Раствор ПАВ, например 0,6 М раствор бутилового спирта или 0,3 ЛТ раствор изопентилового спирта. [c.42] Объем добавляемого растворителя, мл. [c.42] Растворы ПАВ с помощью пипетки делят на две равные части (по 25 мл). Одну серию растворов используют для измерения поверхностного натяжения и построения калибровочной изотермы о = /(с. ав)-Метод измерения поверхностного натяжения выбирается по указанию преподавателя (методики определения Ож-г приведены в работе 1). Измерения поверхностного натяжения начинают с растворов наименьшей концентрации. [c.42] В растворы второй серии вносят навески адсорбента (по одной в каждую колбу) и оставляют на 1 —1,5 ч, периодически взбалтывая, для установления адсорбционного равновесия в системе. Затем растворы ПАВ отделяют от адсорбента путем фильтрования и тем же методом измеряют значения поверхностного натяжения. [c.42] Полученные результаты записывают в таблицу (см. табл. П. 1). [c.43] Для определения величины Аао строят график зависимости 1/Л = = /(1/с). По найденному значению Лоо рассчитывают удельную поверхность адсорбента 5уд (для бутилового и изопентилового спиртов sq принимают равной 0,3 нм ). [c.43] Вернуться к основной статье