Величина адсорбции по Гиббсу

Уравнение изотермы адсорбции Гиббса с точки зрения термодинамики универсально и применимо к границам раздела любых фаз. Однако область практического использования уравнения для определения величины адсорбции ограничена системами, у которых доступно экспериментальное измерение поверхностного натяжения, т. е. системами жидкость — газ и жидкость — жидкость. Рассчитанные по этому уравнению значения Г наиболее близко совпадают со значениями, найденными другими методами, в области разбавленных растворов. [c.331]

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

Исследуя адсорбцию на жидких поверхностях, измеряют поверхностное давление —а в зависимости от площади со, приходящейся на молекулу (нерастворимые монослои), или поверхностное натяжение в зависимости от концентрации поверхностноактивного вещества в объемной фазе (монослои растворимых или летучих веществ). В первом случае величину адсорбции на поверхности жидкости можно определить, зная количество нанесенного на поверхность нелетучего и нерастворимого вещества, образующего монослой, и занимаемую монослоем на поверхности жидкости площадь. Во втором случае величина адсорбции на поверхности жидкости непосредственно не измеряется. Она может быть вычислена из зависимости а от Са с помощью уравнения Гиббса (ХУП, 37а). Наоборот, в случае адсорбции на поверхности достаточно высокодисперсных твердых тел измеряется (в зависимости от парциального давления или концентрации адсорбируемого вещества в объемной фазе) именно величина адсорбции. Для определения поверхностного давления ти в этом случае также может быть применено уравнение Гиббса, поскольку оно связывает три величины поверхностное натяжение, адсорбцию и давление адсорбата в газовой фазе. [c.476]

Напишите уравнение изотермы адсорбции Гиббса, проанализируйте входящие в него величины, укажите условия и область применения, [c.346]

Таким образом, величина адсорбции по Гиббсу равна [c.288]

Таким образом, в присутствии избытка соли уравнение Гиббса приложимо для ионогенных ПАВ в той же форме, что и для неионогенных. В обоих случаях величина адсорбции, рассчитанная по уравнению Гиббса, хорошо согласуется с результатами прямого определения Г по методу радиоактивных индикаторов. Следует отметить, что подобного рода проверка приложимости уравнения Гиббса для расчета адсорбции ионогенных коллоидных ПАВ в отсутствие избытка соли приводит к противоречивым результатам [2, с. 85 33]. [c.108]

Вследствие явления вытеснения адсорбция (понимаемая, по Гиббсу, как избыток веш.ества в поверхностном слое по сравнению с объемом раствора) для разных компонентов имеет разные знаки (Гд < О, если Г >0). Поэтому величины адсорбции в этом случае могут не только возрастать с ростом концентрации, но и падать и даже становиться отрицательными. [c.228]

Область применимости уравнения (13.2) ограничена такими значениями толщины смачивающих пленок, когда их еще можно считать частью утончившейся жидкой фазы. При плохом смачивании (0о 9О°) на твердой поверхности образуется двухмерная адсорбционная фаза толщина, пленок не превышает монослоя. Здесь применимо другое выражение, вытекающее из уравнения Гиббса, связывающего величину адсорбции молекул (Г) с изменением межфазного натяжения (osi/) в зависимости от давления пара адсорбата р [45] [c.218]

Принимая во внимание большую поверхностную активность ПАВ (К 1) и при малых концентрациях пропорциональность мольных долей молярностям, получим, что адсорбция ПАВ следует уравпепию Ленгмюра. Учитывая также соотношение (П1. 110), величину адсорбции можно приравнять к ее выражению в соответ- ствии с уравнением Гиббса [c.157]

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]

Влияние собственных размеров молекул ПАВ можно в первом приближении учесть, если допустить, что существует некоторое предельное значение адсорбции Гтах, достигнув которого, величина адсорбции остается постоянной. Это позволяет произвести интегрирование уравнения Гиббса в той области концентраций, где адсорбция уже перестает изменяться [c.59]

Физическая адсорбция фактически представляет собой процесс, в течение которого происходит конденсация газа, причем адсорбат может образовывать на поверхности инертного твер дого тела один или большее количество слоев. Количественно адсорбция может быть выражена с помощью нескольких величин 1) величиной а, представляющей собой количество адсорбтива, находящегося в объеме адсорбционного слоя, отвечающего единице массы адсорбента. Эту величину обычно измеряют в моль/г 2) величиной а, показывающей количество адсорбированного вещества, приходящегося на единицу поверхности адсорбента, т. е. она характеризует поверхностную концентрацию адсорбтива. Размерность а моль/м и ммоль/см 3) величиной, введенной Гиббсом и представляющей собой избыток количества молей адсорбтива в объеме поверхностного слоя площадью 1 см по сравнению с числом его молей в том же объеме, если бы у межфазной границы не происходило изменения концентрации адсорбтива. При малых концентрациях адсорбтива гиббсовская адсорбция Г близка к поверхностной концентрации а при больших концентрациях адсорбтива величина Г отличается от а. Если по тем или иным причинам концентрация адсорбтива в поверхностном слое меньше его концентрации в объеме, величина Г отрицательна, а само явление называется отрицательной адсорбцией. [c.426]

В соответствии с определением Гиббса в лекции 14 мы рассматривали величины адсорбции Гг [см. выражения (14.1) — (14.3)], не зависящие от какой-либо модели поверхностного раствора и его толщины. Это определение соответствовало описанным в лекции 14 статическим измерениям Гг, а также расчетам Г,- из жидкостных [c.265]

Альтернативная трактовка адсорбции, основанная на использовании только экспериментально определяемых величин, предложена Гиббсом. Избыточная, или гиббсовская, адсорбция Г,- — это избыток вещества в системе, содержащей межфазную поверх- [c.156]

Используя уравнение Гиббса, можно найти величину адсорбции Г для любого заданного значения с из тангенса угла наклона касательной к экспериментальной кривой а — с в точке, отвечающей заданной с. [c.83]

Обратимся к изучению зависимости величины адсорбции от концентрации (точнее, активности) растворенного вещества. Эту зависимость мы не можем построить на основании уравнения Гиббса, поскольку в нем Г2 выражена как функция двух переменных ( "2 и а). [c.85]

Аналогично, на кривых а — lg С (кривая 2) наблюдается в области ККМ выход на горизонтальный участок. Физический смысл этого плато представлялся вначале неясным, ибо согласно уравнению Гиббса (1У.8), а = — 1п Сг, величина адсорбции Г/ после роста на участке 1 и достижения предельного значения Гоо [c.318]

Обратимся к изучению зависимости величины адсорбции от концентрации (точнее, активности) растворенного вещества. Ее нельзя получить прямо из уравнения Гиббса, поскольку в нем Гг выражена как функция двух переменных (сг и о). Можно, однако, вычислить Гг для любого заданного значения Сг и построить всю кривую Гг—с% на основании графического анализа экспериментальной кривой о — Сг. [c.87]

При изучении адсорбции на твердых высокопористых адсорбентах наиболее доступно непосредственное измерение величины адсорбции (по привесу массы адсорбента при адсорбции из паров или по убыли концентрации при адсорбции из растворов). Исследуя зависимость адсорбции от давления пара или концентрации раствора, получают изотерму адсорбции Г(р) или Г(с). Уравнение Гиббса позволяет в этом случае по изотерме адсорбции рассчитать изотерму двухмерного давления (см. 2 данной главы н 4 гл. XI). [c.52]

При полной взаимной растворимости компонентов входящая в уравнение Гиббса величина адсорбции, определяемая соотношением (II—3) как избыток вещества в поверхностном слое по сравнению с объемом, должна проходить через максимум и затем падать до нуля для чистого поверхностно-активного компонента. Следует помнить, что в области высоких концентраций ПАВ в растворе замена адсорбции как избыточной величины общим содержанием вещества в адсорбци- [c.63]

При полной взаимной растворимости компонентов входящая в уравнение Гиббса величина адсорбции, определяемая соотношением (11.2) как избыток вещества в поверхностном слое по сравнению с объемом, должна проходить через максимум и затем падать до нуля для [c.77]

Величины адсорбции компонентов раствора Г, и поверхностное натяженне связаны между собой фундаментальным адсорбционным уравнением Гиббса [c.10]

Для случая адсорбции на границах раздела жидкость— газ и жидкость I — жидкость И (несмешивающаяся с жидкостью I) в 1876 г. Дж. У. Гиббсом была выведена зависимость между величиной адсорбции, концентрацией раствора и поверхностным натяжением при данной температуре [c.354]

Величина адсорбции Г на границе раствор — газ определяется не как количество адсорбированного вещества на единице площади поверхности, а как избыток вещества в поверхностном слое, по сравнению с количеством вещества в таком же по толщине слое объемной фазы. Между избытком адсорбированного вещества в поверхностном слое Г и концентрацией его в растворе с существует математическая зависимость, установленная Гиббсом и известная как уравнение адсорбции Гиббса [c.160]

Найдем связь между величиной адсорбции Г и поверхностным натяжением а . Следуя Гиббсу, будем рассматривать поверхностный слой как новую фазу. Пусть N1 — избыток концентрации -той компоненты в этой фазе. Тогда изменение свободной энергии фазы есть [1 ] [c.443]

Обнаружившееся соответствие между теориями адсорбции Гиббса и Ленгмюра на самом деле является чисто внешним и порождает множество вопросов. Прежде всего, адсорбция как поверхностный избыток не может оставаться постоянной после достижения ею некоторой величины Г, , которую формула (3.4.8) связывает с полным заполнением мономолекулярного адсорбционного слоя плотно упакованными молекулами ПАВ. Образование такого слоя означает, что далее он уже не может изменяться при увеличении концентрации раствора. [c.580]

Это равенство выражает величину адсорбции вещества через производную поверхностного натяжения по его химическому потенциалу и называется уравнением Гиббса для адсорбции. [c.444]

Термодинавическое описание адсорбционных систем. Реальная система с поверхностью раздела и система сравнения. Адсорбция как избыточная величина. Уравнения Гиббса для поверхности. Выражение химического потенциала адсорбированного вещества через адсорбцию константа Генри для адсорбционного равновесия, ее определение хроматографическим методом. Изотерма адсорбции, коэффициент активности адсорбированного вещества, поверхностное давление. [c.126]

Приведенные примеры показывают, что путь понимания теории капиллярности Гиббса был долгим и продолжается в наше время. Многие работы посвящены различным способам вывода уравнения адсорбции Гиббса, интерпретации гиббсовских величин для твердых тел и другим вопросам теории капиллярности Гиббса. [c.18]

Следует отметить, что уравнение (16) является лишь обобщением формы уравнения адсорбции Гиббса и физически совершенно эквивалентно уравнению (15). Более того, можно сказать, что, уступая уравнению (15) в простоте, уравнение (16) и усложняет интерпретацию величины о, поскольку утрачивается аналогия с натяжением упругой мембраны. Строго го- [c.20]

Исходя из второго закона термодинамики американский ученый Дж. Гиббс в 70-х гг. XIX в. вывел важное уравнение, связывающее величину адсорбции со способностью растворенного вещества изменять поверхностное натяжение раствора [c.27]

Адсорбция на поверхности жидкости растворенного в ней вещества. Если второй компонент растворяется в объемной фазе первого, например низкомолекулярный спирт в воде, химический потенциал воды изменяется. Однако и в этом случае также можно пользоваться вместо полной формулы (XVII, 35) сокращенной формулой Гиббса (XVII, 36), если выбрать положение поверхности 3, относительно которой определяются величины адсорбции, так, чтобы величина адсорбции самого растворителя была равна нулю (Г1=0). Этого можно добиться, перемещая поверхность 3 в сторону фазы I или фазы II до тех пор, пока положительный избыток компонента I по одну сторону поверхности з не будет [c.470]

В связи с отмеченным обстоятельством характерной особенностью систем Ж — Ж является возможность адсорбции из обеих граничащих фаз. Так как адсорбционный слой находится в равновесии с обеими гр иааЫщми жидкПсТями. то расчет величины адсорбции по уравнению Гиббса можно проводить по любой из фаз. Из этого следует важное заключение. Если величина Г не зависит от природы фазы, из которой идет адсорбция, то [c.26]

Величина Гг, введенная Гиббсом, есть избыток числа молей -го компонента в объеме поверхностного слоя площадью 5=1 по сравнению с числом молей в том же объеме, если бы смежные фазы переходили одна в другую без изменения плотности. Эта величина называется абсолютной величиной адсорбции -го компонента у данной поверхности. Для определения направленности адсорбционных процессов и устойчивости образующихся слоев целесообразно определить избыточную свободную энергию Гельмгольца поверхностного слоя или свободную поверхностную энергию Гельмгольца. В соответствии с уравнением (XIII. 107) можно записать [c.347]

При образовании монослоев хорошо растворимых и летучих веществ изучают поверхностное натяжение в зависимости от концентрации С2 поверхностно-активного вещества в объемной фазе. При этом величина адсорбции на поверхности непосредственно не измеряется, а рассчитывается с помощью уравнения Гиббса, записанного в форме (XIII.123), (XIII.124). В случае же адсорбции на поверхности высокодисперсных твердых тел изучают зависимость величины адсорбции от парциального давления или концентрации адсорбата в объемной фазе. В этом случае с помощью уравнения Гиббса можно определить поверхностное давление я, поскольку уравнения Гиббса характеризуют взаимосвязь между поверхностным натяжением, адсорбцией и давлением адсорбируемого вещества в газовой фазе. Из уравнения (XIII.153) следует, что [c.355]

Уже давно было известно, что для растворов длинноцепочечных ПАВ кривые зависимости различных физико-химических свойств от концентрации ПАВ при некотором значении с образуют резкий излом. Так, на кривых а — In наблюдается выход на горизонтальный участок (рис. 129). Физический смысл этого плато представлялся вначале неясным, ибо, согласно уравнению Гиббса (Vn.9), do = —Гг 7 с 1псг величина адсорбции Г,, после роста на участке I и достижения предельного значения Г , на участке //, принимает, казалось бы, нулевое значение da/d In i = 0) на участке 111. [c.330]

Обратимся к изучению зависимости величины адсорбции от ко1щеитрации (точнее, активности) растворенного вещества. Ее нельзя получить прямо из уравнения Гиббса, поскольку в нем Г2 выражена как функция двух переменных [с и а). Можно, однакс, вычислить Гг для любого заданного значения и ностроить всю кривую Гг — Сг на осиовапни графического анализа экспериментальной кривой а — С2- [c.79]

Аналогично, на кривых о — Ig (кривая 2) наблюдается в области ККМ выход на горизонтальный участок. Физический смысл этого плато представлялся вначале неясным, ибо, согласно уравнению Гиббса (IV.7), da = —TiRTdln i, величина адсорбции Гг после роста на участке / и достижения предельного значения Г. на участке II принимает, казалось бы, нулевое значение da/d In с,- = 0) на участке III. [c.351]

Так, Дж. Мак-Бен наряду с изучением зависимости поверхностного натяжения раствора от ко1щентрации исследовал и изменение адсорбции поверхностно-активного компонента. Для этого с поверхности раствора ПАВ при помощи быстродвижущегося ножа снимался слой жидкоа и толщиной 0,05 , 1 мм, и в нем аналитическими методами определялось содержание ПАВ. При достаточно высокой поверхностной активности и малой объемной концентрации можно приближенно считать, что все ПАВ находилось в адсорбционном слое, поскольку количество ПАВ в объеме столь тонкого сл оя жидкости пренебрежимо мало. Это позволяет определить адсорбцию Г. Проведенные эксперименты показали хорошее соответствие полученных таким методом величин адсорбции с результатами расчета по уравнению Гиббса. Аналогичные исследования были проведены с использованием метода радиоактивных индикаторов. [c.63]

Это п есть уравнение Гиббса, которое в таком виде справедливо для идеальных газов и растворов. В реальных системах концентрация должна заменяться активно-сгью. Таким образом, из измерений поверхностного натяжения жидкостей в зависимости от С после нахождения с1а1йС можно найти величину адсорбции Г. Из уравнения (Х.15) следует, что если добавление к раствору компонента приводит к повышению поверхностного натяжения ( а/йС>0), то его адсорбция отрицательна Г<0), т. е. концентрация вещества в объеме жидкости больше, чем на поверхности. Положительная адсорбция наблюдается у веществ, понижающих поверхностное натяжение. Это обусловлено тем, что обогащение поверхности такими веществами сопровождается уменьшением ее свободной энергии (/ =5ст). Так как поверхность 5 задана, то убыль Р может быть достигнута только уменьшением а. Вещества, повышающие а, удаляются с поверхности в объем фазы, что ослабляет эффект повышения поверхностного натяжения, которое они вызывают. [c.228]

Для определения величины адсорбции на поверхности необходимо прежде всего фиксировать положение поверхности. В поверхностной области средние значения свойств системы непрерывно изменяются вдоль перпендикуляра к поверхности можно, однако, провести некоторую гипотетическую поверхность раздела. В однокомпонентной системе положение поверхности выбирается так, чтобы произведение концентрации одной объемной фазы и ее объема плюс соответствующее произведение для другой объемной фазы вместе давали полное количество вещества в системе. В двухкомпонентной системе поверхность можно провести подобным же образом по отношению к одному из компонентов, который мы будем называть компонентом 1 обычно это компонент, присутствующий в большем количестве. При таком положении поверхности сумма произведений концентрации и объема для компонента 2 неравна полному количеству компонента 2 в системе. Может наблюдаться как избыток, так и недостаток компонента 2. Избыток компонента 2 в расчете на единицу поверхности называется поверхностной концентрацией и обозначается Гг- В 1876 г. Гиббс показал, что [c.247]

Значительно сложнее обстоит дело с расчетами стерической составляющей для перекрывающихся адсорбционных слоев полимера. Маккор [7] предложил использовать для этой цели уравнение, связывающее удельную свободную энергию О Гиббса с величиной адсорбции Г полимера в объеме прослойки [c.116]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология