Поверхностный избыток вычисление

Уравнение Гиббса позволяет определить величину поверхностного избытка по уменьшению величины о, вызванному изменением концентрации раствора. Согласно выводу уравнения, Г представляет собой разность между концентрациями адсорбтива в поверхностном слое и в объеме раствора. Конечный результат вычисления Г по уравнению Гиббса не зависит от способа выражения концентрации с. Размерность и числовая величина поверхностного избытка определяются размерностями поверхностного натяжения а и универсальной газовой постоянной R. Если поверхностное натяжение выражено в Дж/м , а газовая постоянная — в Дж/(К-моль), то поверхностный избыток получают в моль/м . Из уравнения Гиббса следует, что знак адсорбции определяется знаком производной da/d . [c.331]

В общем распределения компонентов с,(х) около границы неизвестны, и поэтому прямые вычисления их избытков и адсорбций по Гиббсу невозможны. Фактически приведенные выше соотношения представляют интерес только как определения понятий поверхностный избыток и адсорбция по Гиббсу и ряда других избыточных экстенсивных (зависящих от размера системы) функций гетерогенной системы. К числу таковых, наравне с адсорбцией, относятся избыток энергии Гиббса и избыток энтропии. Прикладное значение величин гиббсовской адсорбции и других избытков состоит в том, что они могут быть связаны между собой и с экспериментально определяемыми величинами с помощью термодинамических уравнений, и, таким образом, искомая термодинамическая функция, например изотерма адсорбции, может быть выражена через другую, доступную экспериментальному определению термодинамическую функцию, например изотерму поверхностного натяжения. [c.551]

Из (11.21) поверхностный избыток вещества 2 может быть вычислен по уравнению [c.243]

Ниже будет показано, что избыток энергии, приходящийся на 1 см поверхности, равен поверхностному натяжению жидкости. Следовательно, отношение поверхностного натяжения к скрытой теплоте испарения 1 см жидкости приблизительно равно размерам молекул жидкости. Для воды lFi 100 дн/см и W2 2. 10 эрг/см , а W1/W2 5 10" см. Эта величина близка к молекулярным размерам, вычисленным другим способом, например, следующим. Объем одной молекулы воды 1/(18-6-10 ) 100-10 см , ее линейный размер 5 -10 см. [c.51]

Следует предостеречь еше от одной распространенной ошибки, встречаюшейся при интерпретации теории Ленгмюра. Обычно она возникает при попытке теоретически вьшислить константу адсорбционного равновесия на основе предположения, что количество молекул в адсорбционном слое Ленгмюра можно найти путем умножения концентрации молекул возле поверхности на толщину мономолекулярного слоя (или интегрированием концентрации по толщине, что не меняет сути дела). Ошибка здесь в том, что адсорбционный слой Ленгмюра как операнд математических выражений не имеет толщины это двухмерный объект — геометрическое место точек, представляющих центры закрепленных на поверхности молекул. Расстояние между этими центрами в силу конечного и определенного размера молекул сорбата равно некоторому эффективному радиусу молекулы (длина адсорбционной связи) — они могут располагаться только в одной плоскости с нулевой толщиной. Монослой имеет физическую толщину, равную размеру адсорбированных молекул, но это не значит, что число молекул в этом слое можно вычислять умножением концентрации молекул возле поверхности на физическую толщину слоя, что означало бы, что центры адсорбированных молекул могут находиться на любом расстоянии от поверхности, в том числе равном нулю. Следовательно, молекулам приписывается неопределенный размер. Это является чисто математической стороной ошибки. Кроме того, упомянутый выше способ вычисления количества адсорбированного вещества неявным образом подменяет адсорбцию ио Ленгмюру на адсорбцию по Гиббсу (поверхностный избыток). [c.557]

Петика показал, что адсорбция поверхностноактивпых электролитов на поверхности раздела вода — воздух не может быть рассчитана по данным поверхностного натяжения при помощи уравнения Гиббса, за исключением тех случаев, когда в растворе присутствует избыток нейтрального электролита. В отсутствие нейтральной соли для оценки адсорбции из растворов простых ионогенных ПАВ необходимо принять ряд допущений нетермодинамического характера. Кокбейн определил адсорбцию додецилсульфата натрия на поверхности капель эмульсии декана в воде как в присутствии, так и в отсутствие нейтральной соли (хлорида натрия). По данным межфазного натяжения он рассчитал поверхностный избыток по уравнению (108) в отсутствие нейтральной соли и показал, что вычисленные величины совпадают с экспериментальными значениями. [c.211]

Количество адсорбированного нейтрального соедин( ния.можно найти термодинамически по графику зависимости поверхностного на-тяжшия от химического потенциала соединения в растворе при постоянном электрическом потенциале. Поверхностный избыток вещества находят из графика дифференцированием по уравнению (12). На рис. 49 показаны результаты такого рода вычислений. При этом принимают два допущения. Во-первых, поскольку обычно не хватает необходимых термодинамических данных, активность адсорбата полагается равной его концентрации. Во-вторых, приходится считать, что органическое соединение не влияет на активность электролита. Оба эти допущения оправданны в не слишком концентрированных растворах. [c.129]

Для осуществления пенного или эмульсионного разделения вещество, которое необходимо выделить, должно снижать поверхностное натяжение на границе раздела фаз воздух — жидкость или вода — жидкость. Из уравнения Гиббса видно, что если наклон кривой зависимости поверхностного натяжения от концентрации (с1у/с1х) велик, то на границе раздела фаз достигается высокая степень концентрирования. Следовательно, для вычисления равновесных концентраций на поверхности необходимо только измерить поверхностное натяжение растворов, содержащих различные концентрации поверхностно-активного вещества. Для большинства поверхностно-активных веществ наклон кривых зависимости поверхностного натяжения от концентрации йу/йх) с повышением концентрации уменьшается таким образом, отношение избыточной концентрации на поверхности (в пене) к концентрации в основном ядре или остаточной жидкости (лгпена/л ядро) С уменьшением концентрации возрастает. Однако, поскольку избыток растворенного вещества Г представляет собой, как следует из уравнения (7), произведение й /йх на х (концентрация растворенного вещества), степень концентрирования на поверхности или на границе раздела фаз должна зависеть не только от наклона кривой поверхностное натяжение.— концентрация, но и от концентрации растворенного вещества. Результаты экспериментальной, проверки. .уравнения Гиббса, подтверждающей этот вывод, будут приведены дальше. [c.117]