Адсорбция растворенного вещества в поверхностном слое раствора

Наоборот, электролиты при растворении в воде лишь очень слабо повышают ее поверхностное натяжение (см. рис. II—3, прямая 2). В соответствии с уравнением Гиббса это означает, что адсорбция электролитов отрицательна — поверхностный слой раствора обеднен растворенным веществом по сравнению с объемом ( < )<с). Такое обеднение поверхностного слоя при растворении электролита в воде вполне понятно ионы гидратируются, и им невыгодно подходить к поверхности ближе, чем на толщину гидратной оболочки (выход иона непосредственно в поверхностный слой термодинамически невыгоден вследствие затраты энергии на дегидратацию иона). [c.49]

С количественной стороны процесс адсорбции п поверхностном слое раствора описывается уравнением Гиббса, выведенным им термодинамическим путем. Ес.пи через с обозначить концентрацию растворенного вещества в растворе, через Г — избыток его в поверхностном слое, то это уравнение может быть записано в виде [c.363]

Повышение или уменьшение концентрации растворенного вещества в поверхностном слое раствора (в общем случае — на границе раздела фаз) назьшается адсорбцией. Избыток или недостаток вещества в поверхностном слое, отнесенный к единице поверхности, [c.275]

Ленгмюр дал теоретическое обоснование и правилу Траубе, показав, что любым двум последующим членам гомологического ряда, отличающимся на группу СНг, отвечает постоянная разница в работе, которая требуется для того, чтобы перенести моль поверхностноактивного вещества из раствора в поверхностный слой. Работа адсорбции увеличивается на постоянную величину при увеличении углеводородной цепи на группу СНг, откуда следует, что каждая группа СН2 расположена по отношению к поверхности так же, как любая такая группа в цепи. Последнее возможно только в том случае, когда цепи расположены параллельно поверхности. Отсюда Ленгмюр сделал заключение, что при малой концентрации в поверхностном слое поверхностно-активные молекулы расположены параллельно поверхности. [c.280]

Рассмотренный электрохимический процесс образования ДЭС является адсорбционным. В зависимости от высоты уровней ц в фазах можно выделить два конкретных процесса перехода ионов из раствора в поверхностный слой на границу с твердой фазой, — адсорбция, и из твердой фазы в жидкую — поверхност-пая диссоциация . Этот процесс может сопровождаться адсорбцией растворителя, взаимодействующего с ионогенными группами твердой фазы (сольватация). В результате взаимодействия вещество твердой фазы образует свободные ионы, способные переходить в раствор. [c.179]

Резкое понижение поверхностного натяжения при незначительном увеличении концентрации ПАВ (в рассматриваемом примере при введении в воду уксусной кислоты) может быть объяснено только тем, что концентрация молекул ПАВ в поверхностном слое раствора значительно выше, чем концентрация в объеме, т. е. адсорбцией растворенного вещества на границе раздела раствор — газ. Между молекулами растворенного вещества, находящимися на поверхности, и его молекулами в объеме раствора, устанавливается динамическое равновесие. С ростом концентрации ПАВ в растворе увеличивается и содержание его на поверхности, т. е. увеличивается адсорбция. [c.159]

Процесс адсорбции растворенного вещества в поверхностном слое раствора количественно описывается уравнением Гиббса [c.165]

Сп — Сг 0. Это означает, что частицы растворенного вещества в этом случае концентрируются преимущественно в поверхностном слое раствора (положительная адсорбция). [c.165]

Уравнение Гиббса показывает, что при адсорбции растворенного вещества на поверхности твердого адсорбента, как и в случае адсорбции в поверхностном слое раствора, возможны три случая [c.167]

Адсорбция ка поверхности. Избыток или недостаток растворенного вещества в поверхностном слое раствора казалось бы существовать не может, так как очевидно, что в результате обычных диффузионных процессов растворенное вещество будет равномерно распределено во всем объеме раствора. Однако из рассмотрения свободной энергии системы видно, что существование градиента концентрации в очень тонком слое (порядка около 100 А от поверхности) является наиболее устойчивым термодинамическим состоянием раствора. В термодинамически стаб льной системе свободная энергия поверхности должна быть минимальной сле- [c.113]

Трудно предположить, чтобы и в наших исследованиях большие органические ионы или молекулы при адсорбции растворялись в поверхностном слое электрода. Обнаруженную зависимость силы тока (скорости катодного процесса восстановления Н3О+) от времени можно было бы объяснить неравномерной адсорбцией ингибитора на участках с различным адсорбционным потенциалом [8]. Однако маловероятно, чтобы время адсорбции на различных участках поверхности значительно различалось, так как физическая адсорбция (а мы ее здесь предполагаем) — быстрый процесс. Поэтому, очевидно, причину наблюдающегося изменения силы тока при добавке в электролит органического ингибитора следует искать в иных явлениях. Было показано (стр. 130), что нри адсорбции молекул органических веществ или ионов строение двойного электрического слоя изменяется с образованием переходной зоны. Ее возникновение сопровождается вытеснением из двойного слоя ионов фона и молекул воды, изменением потенциала и pH в приэлектродном слое и затруднением диффузии ионов водорода к поверхности металла. Эти изменения, вызванные возникновением переходной зоны, про- [c.140]

Понижение а в растворах поверхностно-активных веществ сопровождается повыщением их концентрации в поверхностном слое раствора, так как перенос молекул этих веществ в поверхность, понижая поверхностное натяжение, требует меньщей затраты энергии, чем перенос молекул растворителя. Изменение концентрации растворенного вещества в поверхностном слое раствора (или вообще на границе раздела фаз) называется адсорбцией. [c.73]

Уравнения (3.62) и (3.63) позволяют рассчитать основные характеристики поверхностного слоя раствора, например поверхностное натяжение раствора по его показателю преломления, поверхностному натяже ию и показателям преломления отдельных компонентов раствора температурную зависимость поверхностного натяжения раствора поверхностную активность растворенного вещества адсорбцию зависимость этих величин от температуры и другие физико-химические характеристики. [c.105]

Изменение концентрации у поверхности раствора. Чистая жидкость, состоящая из одинаковых молекул, стремится уменьшить свою свободную поверхностную энергию путём сокращения своей полной поверхности до минимума, причём поверхностные молекулы втягиваются внутрь под действием молекулярных сил притяжения. Её свободная энергия на единицу площади не может быть понижена никаким другим путём, кроме как обращением поверхностных молекул концами, обладающими наибольшей интенсивностью силового поля, внутрь жидкости. В случае же раствора, т. е. смеси двух или более веществ, молекулы которых отличаются интенсивностью полей сил притяжения, приходящихся на одинаковые площади поверхности молекул, существует другой путь понижения свободной энергии поверхности молекулы с более сильными полями стремятся уйти внутрь жидкости, а молекулы с более слабыми полями остаются у поверхности. Таким образом, поверхностный слой раствора должен быть обогащён компонентами, обладающими менее интенсивными полями молекулярных сил притяжения, т. е. теми компонентами, которые обладают меньшей свободной энергией собственной поверхности. Такое обогащение поверхностных слоёв одним из компонентов раствора или газовой смеси называется адсорбцией. Положительной адсорбцией компонента называется повышение его концентрации у поверхности, а отрицательной — понижение. [c.144]

Поскольку поверхностная энергия в силу второго начала термодинамики стремится к минимуму, то в случае, когда растворение вещества понижает поверхностное натяжение растворителя, концентрация растворенного вещества в поверхностном слое должна быть больше, чем в объеме раствора. И наоборот, когда растворение повышает поверхностное натяжение, поверхностный слой раствора должен быть беднее растворенным веществом по сравнению с о 1им его объемом. Таким образом, на границе раздела жидкость — газ наблюдается явление уменьшения или увеличения концентрации растворенного вещества, т. е. явление адсорбции. [c.443]

Концентрация веществ, повышающих поверхностное натяжение растворов, в поверхностном слое меньше, чем в объеме растворз, поэто .гу они незначительно влияют на поверхностное натяжение. Такая адсорбция называется отрицательной. [c.287]

Адсорбция в поверхностном слое велика, причем резко выражен ее избирательный характер. В этом случае в поверхностном слое могут находиться вещества, практически отсутствующие в растворе, и поверхностный слой может обладать более плотной структурой. Поэтому величина может стать отрицательной, что приведет к появлению неравенства [c.75]

Предельное значение поверхностного избытка при максимальном насыщении растворенным веществом поверхностного слоя обозначают Гоо. При адсорбции на границе раздела твердое тело — жидкость из-за невозможности опытного определения величины поверхностного натяжения количество адсорбированного вещества находят по изменению концентрации раствора. Зависимость количества вещества, адсорбированного 1 г адсорбента, от равновесной концентрации при постоянной температуре выражается эмпирической формулой Фрейндлиха. [c.233]

В более сложных по составу объектах, в частности в растворах, уменьшение свободной поверхностной энергии может произойти и иным путем — за счет уменьшения поверхностного натяжения в результате повышения или уменьшения концентрации растворенного вещества в поверхностном слое раствора (в более общем случае — на границе раздела фаз). Это явление накопления или уменьшения того или иного вещества в поверхностном слое называется адсорбцией. Адсорбция, как следует из изложенного, вызывается теми же причинами, которые обусловливают стремление капли жидкости приобрести сферическую форму это самопроизвольный процесс, являющийся термодинамической необходимостью. [c.178]

Понижение ст в растворах поверхностно-активных веществ обусловлено повышением их концентрации в поверхностном слое раствора — адсорбцией. Количественное соотношение между величиной адсорбции Г, т. е. избытком растворенного вещества (в моль на 1 см поверхности) и изменением поверхностного натяжения с концентрацией раствора da/d , определяется уравнением изотермы адсорбции Гиббса [c.179]

Наоборот, неорганические электролиты при растворении в воде лишь очень слабо повьшхают ее поверхностное натяжение (рис. П-З, прямая 2). В соответствии с ура1внением Гиббса это означает, что адсорбция электролитов отрицательна—поверхностный слой раствора обеднен растворенным веществом по сравненвю с объемом Такое обеднение поверхностного слоя при [c.59]

Когда адсорбент приходит в соприкосновение с жидким (или газовым) раствором двух или более компонентов, некоторые молекулы оказываются прикрепленными к его поверхности. Эти молекулы некрепко связаны и происходит непрерывный обмен между молекулами в поверхностном слое и молекулами в глубине раствора. Разные молекулы отличаются силой своей связи с поверхностью и, когда устанавливается равновесие, состав вещества поверхностного слоя будет отличаться от состава окружающего раствора. Вещество в поверхностном слое относят к адсорбционной фазе, так как оно отличается от вещества жидкой фазы. Так же как и в других двухфазных процессах разделения, существует различие в составе фаз, которое позволяет разделить компоненты смеси. Мэйр, Вестхавер и Россини [13] применили к анализу разделительной адсорбции понятия, общие для других двухфазных разделительных процессов, как например, фракционная дистилляция. Так же как и в случае дистилляции, понятие [c.259]

Набота адсорбции — это работа, которую совершает система при обратимом изотермическом процессе переноса растворенного вещества из объема раствора в поверхностный слой. Величина работы адсорбции, отнесенная к 1 молю адсорбированного вещества, называется адсорбционным потенциалом. Другими словами, адсорбционный потенциал — это выигрыш энергии, который достигается при адсорбции 1 моля ПАВ. [c.11]

В поверхностном слое раствора присутствуют и молекулы растворителя, и молекулы растворенного вещества. Поэтому поверхностное натяжение раствора отличается от поверхностного натяжения чистого растворителя сго. Если поверхностное натяжение растворенного вещества (сг ) больше, чем поверхностное натяжение чистого растворителя, поверхностное натяжение раствора возрастает. Если же поверхностное натяжение растворенного вещества меньше, чем поверхностное натяжение чистого растворителя, то появление молекул растворенного вещества в поверхностном слое приводит к понижению поверхностного натялсения раствора. Молекулы растворенного вещества способны перемещаться в растворе, и за счет этого происходит перераспределение концентраций между объемом и поверхностью раствора, удовлетворяется стремление системы к снилсе-нию поверхностной энергии Гельмгольца А. Если а < сГо. они стремятся сосредоточиться в поверхностном слое если а > ао, напротив, стремятся перейти в глубь раствора. В обоих случаях концентрация растворенного вещества в объеме раствора и концентрация в поверхностном слое не равны между собой. Изменение концентрации растворенного вещества у поверхности раздела фаз называют адсорбцией. [c.204]

Как подчеркивал Ребиндер в своей работе Вода как поверхностно-активное вещество обеднение поверхностного слоя раствора молекулами растворенного вещества сопровождается обогащением его молекулами растворителя, т. е. отрицательная адсорбция растворенного вещества эквивалентна положительной адсорбции растворителяпри этом растворитель может рассматриваться как поверхностно-активное вещество. Ребиндеру удалось измерить поверхностное натяжение во всем интервале концентраций от чистой воды до чистой расплавленной соли. На рис. II—4 приведены результаты экспериментов, проведенных на системах AgTl(NOз)2—НгО пр,и 90°С (кривая /) и AgNH4(NOз)2—НгО при 100°С (кривая 2) для сравнения приведена также изотерма поверхио-40 80 %Н20 стного натяжения водного раствора масляной кислоты при 90°С (кривая 3). Линейный рост поверхностного натяжения происходит в области концентраций лишь примерно до 30% соли (соль действует как поверхностно-инактивное вещество). В левой части изотерм, при малых концентрациях воды в жидкой соли, зависимость поверхностного натяжения от концентрации оказывается иной вода подобно обычному поверхностно-активному веществу резко снижает поверхностное натяжение соли уже при введении в малых количествах. [c.50]

Взаимодействие поверхности твердого вещества с жидкой фазой кроме адсорбции, т. е. изменения концентрации компонентов в поверхностном слое, может заключаться также в ориентировании молекул растворенного вещества и растворителя в поверхностном слое. Хорошо известный пример такого действия — ориентация стержневидных молекул ПАВ в насыщенном адсорбционном слое. В принципе ориентация может иметь место и без изменения концентрации компонентов раствора в поверхностном слое, а также в однокомпонентной жидкости (чистом растворителе). В этих случаях ориентация вызвана непосредственным воздействием поверхности на молекулы, тогда как при насыщении поверхностного слоя она обусловлена стериче-ским взаимодействием адсорбированных молекул между собой. [c.621]

В этом выражении степень изменения поверхностного натяжения ст, в зависимости от общей концентрации раствора с, сопоставлена с избытком в поверхностном слое растворенного вещества Г на единицу поверхностного слоя. Уравнение устанавливает, что поверхностная концентрация пропорциональна производной поверхностного натяжения по общей концентрации раствора. Если поверхностное натяжение раствора понижается с повышением концентраций, то знак диференциала становится отрицательным, и поверхностная концентрация растворенного вещества окажется больше, чем средняя концентрация раствора. Обратное имеет место, если диференциал имеет положительный знак. Изменение концентрации вещества на поверхности носит название адсорбции она почти всегда имеет место у поверхности раздела двух фаз. [c.79]

Опыты были поставлены на МКЦ 9,26% СООН-групп, помещенной в кальций-ацетатный буфер, куда выводилась СНзС ЮОН. Адсорбцию на волокне удалось обнаружить лишь при значительных удельных активностях исходного раствора 0,01 мкюри/мл. Нами были поставлены опыты с удельной активностью —10 мкюри/мл. При этом скорость счета была в пределах фона и адсорбции иона ацетата на волокне обнаружено не было. Детектирование на газоразрядных счетчиках таких низкоэнергетических изотопов, как С (Емакс = 0Л55 мэв), 8 (Емакс= = 0,167 мэв), Са (Емакс = 0,255 мэв), является затруднительным. Малая эффективность счета таких мягких -излучателей обусловлена сильным самопоглощением мягкого излучения в образцах. Эффективность колеблется в зависимости от условий измерения в пределах 0,1—0,5%. Это и понятно, так как счетчпк регистрирует лишь р-частицы, излучаемые с поверхности кюветы, площадь которой составляет около 3 см , в то время как удельная поверхность измеряемой целлюлозы равна 10 см /г, а набухшей целлюлозы — 10 см /г. При измерении разбавленных водных растворов -частицы С просчитываются из поверхностного слоя раствора толщиной лишь 20 мк. Следует учесть также сорбцию радиоактивных веществ в поверхностном слое, что искажает [c.468]

Адсорбция растворенного вещества в поверхностном слое раствора. Граница раздела газ — раствор представляет собой один из типов адсорбционных систем. Самопроизвольному процессу адсорбции, протекающему при Р,Т, S = onst (S — величина поверхности раствора), отвечает убыль поверхностного изобарного потен- [c.164]

Поверхностно-активные вещества уменьшают, поверхностнонеактивные увеличивают и поверхностно-нейтральные не изменяют поверхностного натяжения на границе раздела газ — жидкость. Поэтому, согласно уравнению (IV,3), молекулы поверхностно-активных веществ концентрируются преимущественно в поверхностном слое раствора, молекулы поверхностно-неактивных веществ, напротив, концентрируются преимущественно в глубине раствора, и молекулы поверхностно-нейтральнйх веществ распределяются равномерно между поверхностной и объемной частями раствора. Преимущественное скопление молекул растворенного вещества в поверхностном слое раствора называется положительной адсорбцией. Преимущественное скопление молекул растворенного вещества в глубине раствора называется отрицательной адсорбцией. Равномерное распределение молекул растворенного вещества между поверхностной и объемной частями раствора отвечает отсутствию адсорбции (нейтральная адсорбция). [c.165]

Чтобы вычислить величи-, ну адсорбции Г растворенного вещества в поверхностном слое раствора по уравнению Гиббса при заданных условиях (при Р, Г, S, С = onst), нужно по опытным данным построить кривую а = ф (С), в заданной точке этой кривой [c.166]

С "В. С — емкости двойного слоя в отсутствие поверхностно-активных веществ и при полном заполнении ими поверхности электрода, Гю — поверхностная концентрация деполяризатора при монослойном покрытии им поверхности эле1 трода, потенциал ф отмеряется от точки максимальной адсорбции восстанавливающегося вещества в данном растворе Ем-, т. е. ф = Ем, остальные обозначения имеют общепринятый смысл. Величина потенциала полуволны ср./, = 1/, — Ем таких волн при уменьшении адсорбируемости деполяризатора становится отрицательнее [7]. [c.69]

При растворении в воде, органические вещества, содержащие более двух углеродных атомов на каждую гидрофильную группу в молекуле, обычно дают явно выраженную положительную адсорбцию. В этих случаях наименьшее значение поверхностного натяжения раствора может достигать 25 dunj M, т. е. почти поверхностного натяжения чистых парафинов, причём поверхностный слой раствора тогда состоит почти целиком из длинных насыщенных углеводородных цепей. Неорганические соли обычно дают отрицательную адсорбцию, и в их концентрированных растворах поверхностное натяжение повышается на несколько дин на см. [c.145]

Результаты таких вычислений подтверждаются независимыми методами. Так, Дж. У. Мак-Бэн разработал для этой цели остроумный способ срезания тонкого поверхностного слоя раствора бритвенным лезвием, быстро движущимся чуть ниже поверхности раствора, налитого в ванночку. Срезанный слой раствора толщиной 0,05—0,1 мм анализировался на содержание растворенного вещества. Сравнение результатов анализа с концентрацией в объеме раствора показало соответствие данных такого исследования с данными по вычислению адсорбции по уравнению Гиббса (6). Метод Дж. У. Мак-Бэна имеет значение лишь как независимый способ определения приближенных величин концентраций в адсорбционном слое. Однако он не пригоден для точных измерений адсорбции, так как толщина срезаемого слоя жидкости во много раз (до 10 ) превышает толщину приповерхностного адсорбционного слоя, имеющего молекулярные размеры. [c.236]

Положительная адсорбция. Вещества, молекулы которых своим присутствием в поверхностном слое понижают аоверхностное натяжение воды, называются поверхностно активными. Эти вещества, благодаря адсорбции, накапливаются в поверхностном слое. Чем сильнее поверхностно активное вещество понижает поверхностное натяжение раствора, тем интенсивнее идет процесс накопления его в поверхностном слое. В результате концентрация растворенного вещества в поверхностном слое увеличивается, а в объеме раствора — соот-зетственно уменьшается, т. е. (поверхностный избыток концентрации положителен). Согласно формуле (13—11) в этом случае Г>0. Здесь имеет место положительная адсорбция. Следовательно, положительной называется адсорбция, сопровождающаяся накоплением поверхностно активного вещества в поверхностном слое раствора. [c.237]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология