Поверхностное натяжение. Уравнение адсорбции Гиббса

Поверхностное натяжение. Уравнение адсорбции Гиббса [c.32]

Адсорбция на поверхности влияет на поверхностное натяжение. Поэтому, зная зависимость поверхностного натяжения от концентрации, можно также судить о величине адсорбции. Эта связь устанавливается с помощью уравнения адсорбции Гиббса. Его можно получить с помощью аналога уравнения Гиббса—Дюгема в применении к поверхностным процессам. [c.287]

Связь между величиной адсорбции, концентрацией ПАВ и изменением поверхностного натяжения дает фундаментальное уравнение адсорбции Гиббса. Для -компонентной системы оно имеет вид [c.14]

Между поверхностным натяжением и адсорбцией есть связь, описываемая уравнением Гиббса, являющимся одной из основ всей области поверхностных явлений. Чтобы понять физический смысл этой связи, рассмотрим сначала следующий простой случай. Пусть над жидкой поверхностью имеются два отделения, (рис. ХУ.8), в которых находится некоторое газообразное веще- [c.311]

Для растворимых ПАВ такие измерения дают зависимость поверхностного натяжения от концентрации (изотерму поверхностного натяжения) уравнение Гиббса позволяет при этом перейти к изотерме адсорбции Г (с), которую в данном случае непосредственно получить можно лишь с большим трудом. [c.51]

Между поверхностным натяжением и адсорбцией есть связь, описываемая уравнением Гиббса, являющимся одной из основ всей области поверхностных явлений. [c.407]

Связь между поверхностным натяжением, адсорбцией ПАВ и его концентрацией в растворе устанавливает фундаментальное уравнение адсорбции Гиббса. Для /-компонентного раствора оно имеет вид [c.99]

Характерным свойством коллоидных ПАВ является их способность адсорбироваться на поверхностях раздела двух фаз жидкость — газ, жидкость — жидкость или жидкость — твердое тело. Природа поверхности в результате адсорбции радикально изменяется, и наиболее общим следствием этого процесса является понижение межфазного натяжения. В случае системы жидкость — газ или жидкость — жидкость межфазное натяжение можно измерить и на основании полученных данных вычислить величину адсорбции (или, точнее, поверхностный избыток) с помощью хорошо известного уравнения адсорбции Гиббса, выражающего термодинамическую зависимость между этими двумя величинами. Следует, однако, заметить, что это фундаментальное уравнение имеет различный вид в зависимости от природы ПАВ, а именно в зависимости от того, являются ли они электролитами или нет. Вывод различных вариантов уравнения Гиббса и их применимость будут рассмотрены во втором разделе этой главы. [c.200]

Результаты измерений поверхностного натяжения обычно оценивают, используя фундаментальное уравнение адсорбции Гиббса. Общий вид этого уравнения применительно к водным растворам выражается, согласно Гуггенхейму [19], следующим образом [c.208]

Чтобы понять природу двойного слоя, необходимо прежде всего усвоить концепцию идеально поляризуемого электрода и природу возникающего на таком электроде равновесия. При этом исследователи обычно сталкивались с поверхностным натяжением и электрокапиллярными кривыми и далее с уравнением адсорбции Гиббса, а также с зарядом и электрической емкостью двойного слоя. Мы введем эти понятия, делая упор скорее на физический смысл и взаимосвязь различных экспериментальных параметров, чем на строгость вывода уравнений. В разд. II, Г обсуждается модель двойного слоя по Штерну, причем особое внимание уделяется применению теории диффузного слоя к анализу экспериментальных данных. В разд. III обсуждаются экспериментальные методы. Последний раздел посвящен изучению явлений электрохимической адсорбции. [c.51]

Анализ пограничного натяжения и измерений емкости основан на уравнении адсорбции Гиббса, из которого можно вычислить поверхностную плотность заряда и поверхностный избыток адсорбированных частиц. Совместное использование термодинамических уравнений и теории диффузной части двойного слоя позволяет количественно определить специфическую адсорбцию ионов и рассмотреть различные свойства внутренней части двойного слоя. Вывод уравнений не входит в задачи настоящего обзора, и к тому же его можно найти во многих работах. За подробностями термодинамики идеально поляризуемого электрода читатель отсылается прежде всего к обзорам Грэма [ 7], Парсонса [ 8] и Делахея [ 9]. Основные уравнения приводятся здесь главным образом с точки зрения их применимости к анализу экспериментальных данных и соотношений между различными экспериментальными параметрами. [c.58]

Это выражение известно как уравнение адсорбции Гиббса. Ниже мы увидим, как оно может быть использовано для получения состава межфазной поверхности на основе изотермы концентрационной зависимости поверхностного натяжения. [c.330]

При изучении свойств межфазных поверхностей основное внимание в предыдущей главе было уделено концепции поверхностного натяжения, которое рассматривалось как механическая сила. В данной главе мы сконцентрируем внимание на анализе состава межфазного слоя и его зависимости от состава контактирующих фаз. Вместе с тем очевидно, что величина поверхностного натяжения и состав поверхности должны быть связаны такую связь устанавливает уравнение адсорбции Гиббса (раздел 13.3). [c.355]

Значения адсорбции могут быть получены по данным о поверхностном натяжении с использованием уравнения адсорбции Гиббса. Для тройных и многокомпонентных систем эта связь может быть выведена путем применения нескольких графических методик. Такие методики в определенной степени схожи с методами интегрирования уравнения Гиббса - Дюгема для объема многокомпонентных растворов. Однако они весьма длинны и громоздки, поэтому использование аналитического решения (с помощью ЭВМ) часто является предпочтительным. [c.392]

В растворах стремление к уменьшению свободной поверхностной энергии проявляется преимущественно в понижении поверхностного натяжения путем адсорбции поверхностно-активных веществ из раствора на поверхности раздела. Количественно связь между адсорбцией и понижением поверхностного натяжения определяется уравнением Гиббса (IV.6). Изменение поверхностного натяжения с концентрацией растворов выражается уравнением Шишковского (IV.9), а изменение поверхностной активности в гомологическом ряду — правилом Траубе. [c.89]

Нам представляется, что уравнение Лангмюра, а также связь уравнения Лангмюра с уравнением Гиббса, учитывающим изменение поверхностного натяжения и адсорбции от концентрации, позволит объяснить влияние концентрации субстрата и ингибиторов на кинетику ферментативного процесса. [c.25]

Уравнение, выражающее количественную зависимость между величиной адсорбции и уменьшением поверхностного натяжения (уравнение Гиббса), особенно важно для изучения адсорбции на поверхностях раздела жидкость — газ и жидкость — жидкость, ибо поверхностное натяжение жидкости может быть точно измерено. [c.94]

В этом виде уравнение адсорбции Гиббса используют для расчетов (например, для расчета относительных адсорбций из экспериментальных данных о поверхностном натяжении). [c.22]

Однако с теоретической стороны изучение адсорбции на твердых адсорбентах уступает изучению ее на границе раздела жидкость— газ. Это связано в основном с двумя особенностями 1) для твердых фаз отсутствуют способы непосредственного определения поверхностного натяжения, а это лишает, в свою очередь, возможности непосредственно применять к этим видам адсорбции два основных уравнения адсорбции—Гиббса и Шишковского (хотя и имеющих универсальное значение) 2) в большинстве случаев мы лишены возможности непосредственно определять удельную поверхность твердого адсорбента, что заставляет величину адсорбции в этих случаях выражать не через Г=- , а [c.89]

Дж. У. Гиббс установил количественное соотношение между концентрацией растворенного вещества, адсорбцией и поверхностным натяжением. Обозначая адсорбцию, т. е. избыток вещества, приходящийся на 1 м поверхности в сравнении с концентрацией в объеме, через у, концентрацию растворенного вещества в объеме через С и газовую постоянную через R, можно записать уравнение Гиббса в следующем виде [c.235]

В уравнении Гиббса увязаны между собой три переменные поверхностное натяжение о, адсорбция Г и концентрация С. Кроме того, каждую пару переменных связывают известные уравнения [c.16]

Мартин был первым исследователем, показавшим экспериментально и обосновавшим теоретически необходимость дополнения уравнения (IV-1) членом, учитывающим адсорбцию хроматографируемых соединений на поверхности газ — НЖФ [40, 59]. Он показал также, что значения коэффициента адсорбции, измеренные хроматографическим методом и классическим методом на основе концентрационной зависимости поверхностного натяжения (уравнение Гиббса), удовлетворительно согласуются. Истинный объем удерживания на единицу массы сорбента VNg, согласно Мартину [40], описывается следующим уравнением [c.84]

Связь между поверхностным натяжением, адсорбцией и концентрацией ПАВ в растворе дается, как было показано ранее, фундаментальным уравнением адсорбции Гиббса (1.21). Это уравнение имеет различный вид в зависимости от природы ПАВ, а именно в зависимости от того, является ли ПАВ электролитом или нет. [c.38]

Уравнением адсорбции Гиббса называют фундаментальное термодинамическое уравнение, показывающее равновесную зависимость поверхностного натяжения у на границе двух текучих сред от температуры Т п химических (электрохимических в случае ионов) потенциалов р,- компонентов системы [c.29]

Процессы адсорбции в общем случае разделяют на две группы — физическую и химическую. Физическая адсорбция не сопровождается образованием химических связей. Наоборот, хемосорбированные частицы настолько прочно могут быть связаны с адсорбентом, что выступают как новые, не имеющие аналогов в объеме, поверхностные вещества. Уравнение адсорбции Гиббса (11.15) не зависит от типа адсорбции и связывает поверхностные избытки с концентрацией раствора в объеме адсорба-та. Зависимость Fi = Fi (с) ири постоянной темиературе часто называют изотермой адсорбции Fuoo a, и она может быть получена из измерения поверхностного натяжения изучаемой системы, находящейся в жидком состоянии. Таким образом, адсорбционные уравнения Гиббса накладывают определенные ограничения на фазовые состояния исследуемых систем. [c.243]

Адсорбционное уравнение Гиббса (11.41) записано для много-ксмпоИентных систем и является термодинамически строгим соотношением. Однако практическое его использование не всегда удобно. Например, часто возникает необходимость определения зависимости поверхностного натяжения от адсорбции одного конкретного вещества при постоянных химических потенциалах других веществ. Тогда уравнение (И. 41) можно записать относительно частной производной для данного компонента [c.38]

Сущность работы. Уравнение Гиббса (13) определяет связь между поверхностным натяжением раствора и его концентрацией. Поэтому, измеряя при постоянной температуре поверхностное натяжениё растворов какого-либо ПАВ, обладающих известными, но различными концентрациями, можно получить функцию 0=1 (с). Из этой функции можно рассчитать адсорбцию Г и ее связь с концентрацией раствора, т. е. получить другую функцию Г = ф(с). Таким образом, экспериментальное определение поверхностного натяжения растворов ПАВ различной концентрации позволяет построить две изотермы а) поверхностного натяжения б) адсорбции. [c.41]

Связь между поверхностным натяжением и адсорбцией определяется уравнением Гиббса, которое является одним нз основных в области поверхностных явлений. Для его вывода рассмотрим следующий вообралоемый процесс. Над жидкостью, помещенной в прямоугольном сосуде, имеется два отделения, содержащие практически нерастворимый в жидкости газ (рис. Х.7). В левом отделении концентрация газа С, а в правом С+ДС. Соответственно жидкость в обоих отделениях имеет различные значения а. [c.227]

Важным моментом в развитии термодинамики поверхностных явлений было обобщение уравнения адсорбции Гиббса на случай отсутствия адсорбционного равновесия. Здесь нужно отметить прежде всего работы Дефэя [35, 36], в которых было введено понятие вторичных химических потенциалов е,-, отражающих зависимость поверхностного натяжения от состояния объемных фаз аир [c.24]

Гарольд [10] измерил поверхностное натяжение додецилсульфата натрия, п-нонилбензолсульфоната натрия и тетрапро-пиленбензолсульфоната натрия на поверхности раздела раствор — воздух и показал, что минимум на кривых зависимости у — log С исчезает при добавлении избытка соли (0,2 М раствора хлорида натрия), имеющей общий ион. Автор истолковал этот результат, используя уравнение адсорбции Гиббса, и показал, что первоначально возникавший минимум был вызван наличием в исследуемых препаратах небольшого количества примесей (вероятно, додеканола и т. п.). Избыток соли, понижая ККМ ПАВ [c.203]

Прямой метод (непосредственно использующий уравнение адсорбции Гиббса) представляет собой графический способ, основанный на применении приведенных выше уравнений [ 48]. Принимают, что данные по поверхностному натяжению описываются линиями постоянных значений а и, кроме того, имеются кривые изоактивности. Рис. 14.12, а в показывают в качестве примера такие графики для жидких сплавов Ag - Аи - Си при 1350 К. [c.379]

НТс1 пС НТ йС Это и есть уравнение адсорбции Гиббса, в котором адсорбция данного вещества связана с концентрацией этого вещества в растворе и производной от поверхностного натяжения по концентрации, которая называется поверхностной активностью. [c.418]

Специфическая адсорбция поверхностно-активных веществ в соответствии с уравнением Гиббса вызывает снижение поверхностного натяжения. При адсорбции одноименно заряженных ионов на поверхности ртути между ними действуют электростатические силы взaи iнoгo отталкивания, что способствует растяжению поверхности и снижению о. Адсорбция полярных органических молекул связана с их ориентацией и действием сил отталкивания между ориентированными диполями и также вызывает снижение о. [c.222]

Дальнейшим подтверждением динамического характера понижения поверхностного натяжения при адсорбции растворами ПАВ является влияние давления насыщенного пара на поверхностное натяжение в системе жидкость — газ и взаимной растворимости компонентов на межфазное натяжение в системе жидкость — жидкость в отсутствие адсорбированных молекул. Эти зависимости описываются уравнением (П-5), которое формально может быть получено интегрированием уравнения Гиббса при условии Г = Г = onst. [c.98]

Уравнение адсорбции Гиббса описывает зависимость понижения поверхностного натяжения от динамики молекул ПАВ на межфазной поверхности, обусловленной растворимостью ПАВ, а также от давления насыщенного пара и взаилшой растворимости жидкостей. [c.101]

Как уже отмечалось, использование уравнения адсорбции Гиббса для расчета адсорбции требует знания коэфф11циентов активности ПАВ. Однако прп тех малых концентрациях, при которых П.А.В применяют, экспериментальное определение коэффициентов активности представляет большие трудности обычные методы физико-химии растворов оказываются малочувствительными и даже электрохимический метод приближается к границам применимост , В этих ус.ловиях для определения адсорбции приходится использовать другой метод, описанный выше. Но если поверхностное натяжение и адсорбция определяются из независимых экспериментов, то уравнение адсорбции, можно применить для расчета коэффициентов активности. [c.42]

Как отмечалось в 9, мицеллообразование существенно влияет на форму изо гермы поверхностного натяжения (с.м. [)ис. 11). Теорию этого явления также. можно построить, исходя из закона действия масс. Основная идея такого подхода состоит в том, чтобы выразить уравнение адсорбции Гиббса (5.1) через химические потенциалы и активности свободных часпщ вещества, а зате.м при помощи закона действия масс связать их концентрацию с бру -то-коннентранией веществ в растворе [c.116]

Уравнения (28.22) и (28.25) можно рассматривать как обоб-шение уравнения адсорбции Гиббса. В термодинамике жидкостей величина 75.45/3 имеет особое значение это работа образования капли или иузырька. Для жидкостей эта величина, как и поверхностное натяжение, определяется (прямо или косвенно) из опыта. Поэтому, если для анализа состояния мицеллы исиользуется модель жидкой капли, написанные выше уравне-Н1<я оказываются наиболее удобными и дают полное термодинамическое описание мицеллы. Если же в модели мицеллы учитываются ее твердоиодобные свойства, то развитый выше формализм, связанный с пспользованием поверхностного натяжения у. не вполне удобен, хотя и строг. Еще Гиббсом [31] высказано положение, что для твердых тел необходимо различать работу образования единицы новой поверхности путем разрезания тела о (когезионная, а в общем случае адгезионная работа) и путем растяжения старой поверхности тела у (поверхностное натяжение). Для жидкостей о = (см. 5), но для твердых тел эти величины различны, причем именно а, а не у характеризует работу образования твердой частицы. Поэтому, если в модели. мицеллы предусмотрено, хотя бы только в радиальном направлении, проявлегше твердоподобности, желательно сформулировать теорию в терминах величины а. [c.151]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология