ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Адсорбция из "Физическая и коллоидная химия" Условие это выполняется или при сокращении площади поверхности тела (А5 0) или при уменьшении его удельной поверхностной энергии (Да 0). [c.120] Стремление тел к сокращению площади поверхности рассмотрено ранее на примере жидкости (см, разд. 1.17) характеристикой этого стремления служит поверхностное натяжение. Рассмотрим процесс, ведущий к убыли о. [c.120] На рис. 11.25 изображен элемент термодинамической системы вблизи поверхности раздела фаз заштрихованный участок изображает твердое тело А, незаштрихованный — газ (жидкость). Частицы поверхности твердого тела, обладая избытком энергии, создают вблизи его поверхности некоторое энергетическое поле (поверхностную энергию). При появлении вблизи поверхности тела А инородных частиц X часть избыточной энергии расходуется на связывание этих частиц и поверхностная энергия тела А уменьшается. На участке взаимодействия поверхности с инородной частицей энергетическое поле поверхности ослабевает. В итоге вблизи поверхности тела накапливаются (концентрируются) инородные частицы и уменьшается поверхностная энергия. [c.120] Сплошные линии характеризуют силовое поле поверхности адсорбента до адсорбции а штриховые после нее. [c.120] Процесс самопроизвольного концентрирования вещества на поверхности какого-либо тела называется адсорбцией (поглощением). Так как любая поверхность раздела фаз обладает поверхностной энергией, адсорбция возможна на любой поверхности раздела фаз между жидкостью и газом, между твердым телом и газом, между двумя несмешивающимися жидкостями, между твердым телом и жидкостью. [c.121] на поверхности которых происходит адсорбция, называются адсорбентами. Обычно — это твердые тела с развитой поверхностью. Например, у активного угля, используемого в качестве адсорбента, удельная поверхность достигает 1000 м /г. [c.121] Адсорбирующиеся на поверхности адсорбента вещества называют адсорбтивом (иногда адсорбатом). [c.121] Уравнение Гиббса позволяет также определять и характер зависимости удельной адсорбции от температуры и равновесной концентрации адсорбтива в среде, окружающей адсорбент, Согласно уравнению Гиббса, удельная адсорбция обратно пропорциональна абсолютной температуре системы. Гораздо сложнее выглядит зависимость удельной адсорбции от равновесной концентрации адсорбтива. На рис. Н.26 приведены изотермы адсорбции, т. е, зависимости удельной адсорбции от равновесной концентрации адсорбтива при Т = onst. Для сравнения приведены изотермы, соответствующие температурам Т . Ход кривых показывает, что при любой температуре Г увеличивается с ростом с и стремится к общему пределу Г х . Расположение изотерм указывает на зависимость удельной адсорбции от температуры чем она выше, тем меньше Г. [c.122] Большой поверхностной активностью (адсорбционной способностью) обладают карбоновые кислоты и их соли. Объясняется это их дифильностью — одновременным сродством к растворителям полярного и неполярного типов. Наличие в молекулах ионов водорода или металла сообщает им сродство к полярной среде (вода, спирты и т. п.), а наличие развитого углеводородного радикала сообщает сродство к неполярной среде (углеводороды, воздух и т, п,), В связи с этим молекулы карбоновых кислот и их солей скапливаются на поверхности раздела фаз, ориентируясь полярной частью к полярной среде, а неполярной — к неполярной (рис, П.27). [c.122] Изотермы адсорбции Лэнгмюра. [c.122] На этом свойстве основана технология изготовления осветляющих покрытий оптических стекол. Древнегреческие мореплаватели использовали это свойство для усмирения волн во время шторма оливковое масло, выливаемое в море как жертвоприношение Посейдону, покрывало поверхность воды тонким слоем и предотвращало образование опасных гребней на волнах. [c.123] Г де Г оо — максимальная удельная адсорбция k — постоянная, характеризующая систему при данной температуре. [c.123] Выражение (И.73) представляет собой линейную зависимость 1/Гт = / (1/с), в которой (йГт,оо) — тангенс угла наклона, а (Г, ,ро) —длина отрезка на оси ординат, отсекаемого продолжением графика функции (П.73). [c.124] На рис. П.28 приведен пример графического определения Г , Значение а соответствует точке пересечения продолжения экспериментального графика с осью ординат. Откуда следует Г ос = = (а) = 1/а. [c.124] Необходимо, однако, отметить, что уравнение изотермы адсорбции Лэнгмюра и выводы из него справедливы лишь для случая мономолекулярной адсорбции, т. е. для низких концентраций адсорбтива и достаточно высокой температуры. Это обстоятельство следует помнить при экспериментальном определении удельной поверхности адсорбентов. [c.124] Найдено, что при высоких концентрациях адсорбтива, особенно при низких температурах (ниже критической), он поглощается поверхностью адсорбента в несколько слоев. Это явление называется полимолекулярной адсорбцией (рис. II.29). [c.124] Из формы изотермы (см. рис. 11.29) следует, что при низких концентрациях (до с ) адсорбция мономолекулярная и лишь при высоких концентрациях начинают образовываться второй и третий слои. Глубина полимолекулярной адсорбции и ее механизм не одинаковы для различных веществ. Имеются сведения о специфичности полимолекулярной адсорбции и ее отличии от мономолекулярной адсорбции во всем интервале изменений концентрации от О до оо. [c.125] Таким образом, для экспериментального определения удельной поверхности адсорбента вышеописанным способом необходимо быть уверенным в мономолекулярном характере адсорбции. [c.125] Вернуться к основной статье