ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Изотерма адсорбции Лэнгмюра и закон действия масс из "Курс коллоидной химии 1984" Рассмотрим 1 см поверхностного слоя, находящегося в равновесии с бииарным жидким раствором ПАВ и с газовой фазой (воздух или насыщенный пар). Обозначим плоигадь, занимаемую молекулой ПАВ в поверхностном слое, через Ао, число молекул на 1 см через уо [ 2 = Гг/У, где N — число Авога фо, а Г --[шл-ное число молей ПАВ на 1 см поверхностного слоя (в терминах метода конечной толщины)]. В разбавленных растворах в отсутствие адсорбции тонкий поверхностный слой содержит столь малое число молекул ПАВ, чго в первом приближении можно принять Гг, т. е. [c.81] что по физическому смыслу, доля занятой поверхности при насыщении достигает единицы, Аоуоо = 1, т, е. [c.81] Подставляя уравнения (VI, 18) и (VI. 13) в (VI, 17), получаем уравнение изотермы адсорбции Лэнгмюра-. [c.81] Уравнение включает две константы, каждая из которых имеет ясный физический смысл К — константа равновесия адсорбционного процесса, выраженная через отношение констант скоростей адсорбции и десорбции Го — предельная адсорбция. [c.81] Полученное уравнение хорошо описывает кривые адсорбции, изображенные на рис. VI. 4. Так, для очень малых Сг произведение ТСсг С 1 и Г2 = К С2 (где / = Гсо (), т. е. зависимость адсорбции от концентрации линейна. В этой области, где количество свободных мест в поверхностном слое велико, уравнение изотермы адсорбции соответствует закону Генри. [c.82] При другом граничном условии — Т(С2 1 — уравнение (VI. 19) сводится к предельному значению Г2 = Гоо. Таким образом, в согласии с качественными соображениями, второй асимптотой является горизонтальная прямая, отвечаюидая предельной адсорбции. [c.82] Изображая экспериментальные значения Г2 и сг в координатах С2/Г2 — Со, легко найти обе константы графически [2, с. 107]. [c.82] Действительно, экспериментальные данные хорошо ложатся на прямую в этих координатах, в согласии с уравнением Лэнгмюра. [c.82] По данным, полученным Лэнгмюром, для гомологического ряда жирных кислот Ао = 20 10- см = 0,2 и l для спиртов Ао = = 0,25 нм . [c.82] Полученные данные показали, что б пропорционально числу атомов углерода в молекуле и o/ = 0,13 нм для всего ряда. Величина 0,13 нм соответствует проекции расстояния между центрами соседних атомов С па ось молекулы и близка к диаметру атома углерода. [c.82] Таким образом, размеры молекулы впервые в истории химии были определены коллоидно-химическим методом в дальнейшем они были подтверждены иными способами. С теорией Лэнгмюра мы встретимся при изучении адсорбции газов и паров (гл. X) и адсорбции ионов из растворов (гл. XI). [c.82] Таким образом, константа равновесия К (вернее работа реакции рт п К) определяется одгюзначно алгебраической суммой стандартных химических потенциалов (умноженных на стехиометрические коэффициенты) и ничего, кроме этих величин, не включает. [c.83] Таким образом, исходя из з. д. м., получено выражение, формально совершенно аналогичное уравнению Лэнгмюра. [c.83] Из этого примера видно также, что понятие химического потенциала, являясь ио существу энергетическим (р, = с50/(5я,), применимо не только к химическим реакциям, но и к другим процессам. [c.84] Таким образом, закон действия масс и изотерма адсорбции Лэнгмюра представляют собой лишь различные способы выражения единого более общего закона, охватывающего и химические, н адсорбционные процессы. [c.84] По-видимому, и в действительности провести границу между этими процессами невозможно, хотя в ряде случаев можно условно их разграничить, нанример по значениям теплот, выделяющихся в этих процессах (см. гл. VIII.). [c.84] Установленная общность весьма важна, так как позволяет выразить кинетическую константу Лэнгмюра через термодинамические характеристики константу равновесия К и величину ЯТ пК, называемую работой адсорбции. [c.84] Вернуться к основной статье