Гиббса адсорбции поверхностная

Адсорбция поверхностно-активных молекул понижает поверхностное натяжение на границе ртуть — раствор. Это явление описывается уравнением Гиббса [c.306]

Уравнения Гиббса, Генри, Ленгмюра и Шишковского по экспериментальным данным о поверхностном натяжении растворов позволяют рассчитать следующие величины и характеристики адсорбцию ПАВ на межфазной границе раствор — воздух и раствор — твердый адсорбент толщину адсорбционного слоя линейные размеры молекул ПАВ предельную адсорбцию поверхностного мономолекулярного слоя удельную поверхность твердого адсорбента, катализатора, а также исследовать свойства поверхностных пленок. [c.39]

Уравнение (VII.9.8) показывает, что если при адсорбции поверхностное натяжение а уменьшается с ростом концентрации с, т. е. о/йс < О, то адсорбция Г положительна. Это соответствует поверхностно-активным веществам. Наоборот, если а растет с ростом с, то da d > О и Г отрицательно. Это соответствует поверхностно-инактивным веществам. Кроме того, если известна зависимость а от с (т. е. изотерма поверхностного натяжения < = ф (с)), то можно для каждого значения концентрации найти — и по уравнению Гиббса вычислить значе- [c.209]

Адсорбцию при какой-либо концентрации можно определить следующим образом (см. рис. 23). Тангенс угла наклона касательной в точке, отвечающей концентрации l и обозначаемый tg ф, подставляют в уравнение Гиббса как поверхностную активность. Если растворы можно считать идеальными, то адсорбцию вычисляют по уравнению. [c.57]

Уравнение изотермы Ленгмюра (см. с. 58) было получено как следствие из уравнений Гиббса и Шишковского. Совпадение результатов двух независимых выводов показывает, что при адсорбции поверхностно-активных веществ на границе раздела водный раствор — газ образуется моно-слой. Формирование адсорбционного монослоя условно показано на рис. 25. В определенной степени насыщение поверхностного слоя молекулами при повышении концентрации поверхностно-активного вещества напоминает поведение нерастворимого монослоя при разных степенях сжатия. Полному насыщению, которому отвечает условие Г=Г , соответствует предельное сжатие. В состоянии максимального уплотнения адсорбционный монослой, так же как и нерастворимый монослой, называют частоколом Ленгмюра. Аналогия между по- [c.62]

При резко выраженной адсорбции поверхностно-активного компонента, когда сопоставление уравнения Гиббса с выражением (И—14) дает [c.54]

При получении таких кривых предполагается, что в ходе измерений устанавливается адсорбционное равновесие и что, особенно важно, на поверхности электрода не происходит переноса заряда (идеально поляризуемый электрод). В случае достижения равновесия явление адсорбции может быть изучено с позиций термодинамики [53]. Таким образом было выведено выражение, называемое равнением Гиббса для поверхностной концентрации адсорбированного нейтрального вещества (уравнение 2 91), из которого вытекает зависимость поверхностной концентрацин Г от потенциала электрода (см. рис 2.246). [c.72]

Про теорию капиллярности Гиббса можно сказать, что она очень проста и очень сложна. Проста потому, что Гиббсу удалось найти метод, позволяющий получить наиболее компактные и изящные термодинамические соотношения, в равной мере применимые к плоским и искривленным поверхностям. Одной из основных задач теоретического исследования в любой области знания, — писал Гиббс, — является установление такой точки зрения, с которой объект исследования проявляется с наибольшей простотой [2]. Такая точка зрения в теории капиллярности Гиббса — это представление о разделяющих поверхностях. Использование наглядного геометрического образа разделяющей поверхности и введение избыточных величин позволило максимально просто описать свойства поверхностей и обойти вопрос о структуре и толщине поверхностного слоя, который во времена Гиббса был совершенно не изучен и до сих пор остается решенным, далеко не полностью. Избыточные величины Гиббса (адсорбция и другие) зависят от положения разделяющей поверхности, и последнее может быть также найдено из соображений максимальной простоты и удобства. [c.14]

Поверхностное натяжение водных растворов ПАВ уменьшается с ростом концентраций вплоть до ККМ. Изотерма = Д1п Спав) в области низких концентраций ПАВ имеет криволинейный участок, на котором в соответствии с уравнением Гиббса адсорбция ПАВ на поверхности раствора возрастает с ростом концентрации. При определенной концентрации с криволинейный участок изотермы [c.174]

В теории Гиббса адсорбцией называется самопроизвольное изменение концентрации компонентов системы в поверхностном слое по сравнению с концентрацией в объемах фаз. Адсорбционная способность веществ оценивается удельной адсорбцией Г, которая определяется соотношением следующего вида [c.11]

Вопрос о приложимости той или иной формы уравнения Гиббса для расчета адсорбции ионогенных ПАВ на поверхностях раздела раствор — воздух и раствор — углеводород до настоящего времени не решен окончательно. В ряде работ показано, что адсорбция поверхностно-активных электролитов на поверхности раздела раствор — воздух может быть достоверно определена с помощью уравнения Гиббса лишь в случае, когда в растворе есть избыток нейтрального электролита. В отсутствие нейтральной соли расчеты адсорбции из растворов ионогенных ПАВ становятся ненадежными. Это связано с тем, что при адсорбции поверх-ностно-активного электролита на поверхности растворов возникает двойной электрический слой ионов. Переход длинноцепочечных ионов из объема в поверхностный слой связан с преодолением сил электрического отталкивания со стороны одноименно заряженной обкладки из потенциал-определяющих ионов. Это усложняет общую картину адсорбции. [c.101]

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]

Для процессов поверхностного разделения и очистки в динамических условиях большое значение имеет соотношение между скоростью относительной деформации поверхности и кинетическими характеристиками адсорбции. Последние достаточно хорошо изучены для случая мономолекулярной адсорбции одного поверхностно-активного вещества, которым мы и ограничимся в этом разделе. Предположим для простоты, что концентрация раствора мала (концентрация на поверхности может быть значительной), так что плотность раствора практически совпадает с плотностью растворителя. В этих условиях величина адсорбции поверхностно-активного вещества очень слабо зависит от положения разделяющей поверхности и реальное количество его на поверхности практически совпадает с его адсорбцией по Гиббсу. [c.78]

Наиболее упорные попытки ввести поправки в уравнение Гиббса связаны с его применением к адсорбции поверхностно-активных электролитов. Такие соединения, как алкилсульфаты, или алкилсульфонаты щелочных металлов, или соли карбоновых кислот, диссоциируют в воде на поверхностно-активный ион с алкильным радикалом и поверхностно-инактивный ион металла. Ряд авторов произвольно предполагают, что оба иона действуют в равной степени, тогда [c.85]

В соответствии с адсорбционной теоремой Гиббса величина поверхностного натяжения связана с величинами адсорбции компонентов (Г ) и изменениями их химических потенциалов ([ ) следующим образом [1] [c.29]

Вопрос о приложимости той или иной формы уравнения Гиббса для расчета адсорбции ионогенных ПАВ на поверхностях раздела раствор—воздух и раствор—углеводород до настоящего времени окончательно пе решен. Это связано с тем, что при адсорбции поверхностно-активного электролита на поверхности растворов возникает двойной электрический слой ионов. Переход длинноцепочечных ионов из объема в поверхностный слой связан с преодолением сил электрического отталкивания со стороны одноименно заряженной обкладки ионов. Если же в растворе имеется избыток ПАВ, то двойной электрический слой сжат до предела. [c.38]

Практически определение величины адсорбции при какой-либо концентрации проводят следующим образом (см.рис. 34). Тангенс угла касательной в точке, отвечающей концентрации С1 и обозначаемый tgф, подставляют в уравнение Гиббса как поверхностную активность адсорбцию, если растворы можно считать идеальными, вычисляют по уравнению [c.74]

В заключение отметим, что формула Гиббса приложима к разбавленным растворам. Она служит для расчета величины адсорбции поверхностно активного вещества, если измерено поверхностное натяжение раствора при различных концентрациях его. Проверка формулы Гиббса была проведена впервые А. Н. Фрумкиным (1925). [c.240]

Проверка уравнения Гиббса заключалась в точных измерениях адсорбции (поверхностной концентрации) растворенного вещества и [c.270]

Физический смысл стандартной энергии Гиббса, характеризующей адсорбцию ПАВ, зависит от выбора стандартного состояния [1 ]. Если выбирается несимметричное стандартное состояние, то в области низких концентраций ПАВ коэффициент активности органического вещества стремится к единице. В этом случае из опытных данных, полученных при изучении адсорбции ПАВ на границах воздух/раствор и металл/раствор, рассчитывают стандартные энергии Гиббса адсорбции (А иАС° соответственно). Численные значения АС° и ЛС° зависят не только от строения поверхностного слоя на границе раздела двух фаз, но и от различных видов взаимодействий между частицами ПАВ и воды в объеме раствора. Если же выбирается симметричное стандартное состояние, то коэффициент активности органического вещества у р,. —> 1, если мольная доля орга- [c.152]

В этом случае из опытных данных, полученных при изучении адсорбции на границах воздух/раствор и металл/раствор, рассчитываются стандартные энергии Гиббса адсорбции (AG°ds 3 иЛС° 5 а соответственно). Параметры (AG s 3 и AG°ds а характеризуют свойства поверхностного слоя. При симметричном выборе стандартного состояния в случае разбавленных растворов численные значения коэффициентов активности ПАВ в зависимости от их химической природы могут лежать в щироком интервале, составляющем несколько порядков. [c.152]

Концентрирование ПАВ на поверхиости раздела жидкость — газ характеризуется изотермой адсорбции Гиббса — выражением, связывающим избыточное содержание ПАВ на границе раздела жидкость — газ (по отношению к содержанию его в объеме раствора) и уменьшение поверхностного натяжения на границе раздела раствор — газ [c.220]

Введенная Гиббсом величина представляет избыток числа молей компонента г в объеме поверхностного слоя с площадью 3=1 по сравнению с числом его молей в том же объеме, если бы смежные фазы встречались у поверхности раздела без изменения их плотности. Эту величину мы будем называть абсолютной величиной гиббсовской адсорбции (часто ее называют короче—гиббсовской адсорбцией) или даже просто адсорбцией компонента / у данной поверхности. [c.468]

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]

В теории Гиббса адсорбцией называется самопроизвольное изменение концентрации компонентов системы в поверхностном слое по сравнению с концентрацией в объемах фаз. Адсорбционная способность веществ оценивается удельной адсорбцией Г, которая определяется как избьп ок компонента в поверхностном слое с площадью, равной единице. Гиббс термодинамическим путем нашел зависимость между количеством адсорбированного вещества Г, моль/м или [c.6]

Вещества, введение которых в систему приводит к понижению поверхностного натяжения (с1ст/(3с<0), называются поверхностно-активными веществами (ПАВ). В соответствии с уравнением Гиббса, адсорбция для таких веществ положительна, т. е. их концентрация в поверхностном слое выше объемной концентрации. Так, для границы вода—воздух и вода — углеводород поверхностно-активными являются органические соединения, в молекулах которых имеются углеводородная (неполярная) часть и полярная группа (—ОН, —СООН, —МНг и др.). Такое асимметричное (дифильное) строение молекул ПАВ приводит к тому, что они оказываются родственными обеим контактирующим фазам хорошо гидратирующаяся полярная группа обусловливает родственность молекул ПАВ по отношению к воде, а углеводородная цепь — к неполярной фазе. На границе с воздухом поверхностно-активные вещества имеют поверхностное натяжение (около 25 мДж/м ) значительно меньшее, чем вода (72,75 мДж/м ). [c.49]

Так, Мак-Бен наряду с изучением зависимости поверхностного натяжения раствора от концентрации исследовал и изменение адсорбции поверхностно-активного компонента. Для этого с поверхности раствора ПАВ при помощи быстродвижущегося ножа снимался слой жидкости толщиной 0,05—0,1 мм, и в нем аналитическими методами определялось содержание ПАВ. При достаточно высокой поверхностей активности и малой объемной концентрации можпо приближенно считать, что все ПАВ находилось в адсорбционном слое, поскольку количество ПАВ в объеме столь тонкого слоя жидкости пренебрежимо мало это позволяет определить адсорбцию Г. Проведенные Мак-Беном эксперименты показали хорошее соответствие полученных таким методом ве- шчнн адсорбции с результатами расчета по уравнению Гиббса. Аналогичные исследования были проведены Сазаки с использованием метода радиоактивных индикаторов. [c.53]

С термодинамической точки зрения адсорбция проявляется в уменьшении свободной энергии Гиббса (АС). Как и все процессы, сопровождающиеся уменьшением энергии Гиббса, адсорбция является самопроизвольным процессом. Переход вещества из газовой или жидкой фазы в адсорбированное состояние связан с потерей по меньшей мере одной степени свободы (трехмерная объемная фазадвухмерная поверхностная фаза), что ведет к уменьшению энтропии системы (А ). Но тогда энтальпия АЯ в соответствии с уравнением (2,1) убывает. Следовательно, адсорбция является процессом экзотермическим [c.28]

Один из основных моментов в теории капиллярности Гиббса - это представление о разделяющих поверхностях. Использование наглядного геометрического образа разделяющей поверхности и введение избыточных величин позволило максимально просто описать свойства поверхностей и обойти вопрос о структуре и толщине поверхностного слоя, который во времена Гиббса был совершенно не изучен и до сих пор остается решенным далеко не полностью. Избыточные величины Гиббса (адсорбция и другие) зависят от положения разделяющей поверхности, и последнее может бьггь также найдено из соображений максимальной простоты и удобства. [c.584]

Высокая -Аоверхностная активность коллоидных ПАВ зависит, главным образом, от длины углеводородного радикала. Увеличение длины радикала на одну группу СНг приводит к возрастанию поверхностной активности приблизительно в 3,2 раза (правило Дюклю.— Траубе). Это правило соблюдается в основном для истинно растворимых ПАВ. Так как поверхностную активность определяют при бесконечном разбавлении системы, то легко объяснить ее зависимость от длины углеводородного радикала. Чем длиннее радикал, тем сильнее выталкивается молекула ПАВ из водного раствора (уменьшается ее растворимость) и тем больше константа Генри, которая для ПАВ пропорциональна поверхностной активности [см. уравнение (111.123)]. Изменение работы адсорбции А адс или энергии Гиббса адсорбции, взятой с обратным знаком —ДСадс, можно лредставить следующим образом [c.336]

Из уравнения Гиббса видно, что адсорбция положительна, если (1а1йС > О, т. е. когда при адсорбции поверхностное натяжение уменьшается. Уменьшение поверхностного натяжения тем больше, чем больше концентрация растворенного вещества. Для поверхностно-неактивных вещес,тв поверхностное натяжение, как следует из уравнения Гиббса, повышается с увеличением концентрации растворенного вещества, т. е. в данном случае адсорбция отрицательна (концентрация [c.446]

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]

Как следует из уравнения изотермы адсорбции Гиббса, избыточная адсорбция ПАВ положительна (Г>0), если с повышением концентрации раствора его поверхностное натяжение уменьшается (с1аМс< 0), что характерно для всех ПАВ. [c.220]

С другой стороны Гиббс чпсто-термодипамическпм путем показал, что стоит лишь изменить поверхностные натяжения ограничивающей фазы, как тотчас же меняется поверхностная концентрация раствора, т. е., иначе говоря, сама адсорбция, что находатся в полном согласии с определением, данным Фрейндлихом. Классическое уравнение Гиббса связывает вместе нри помощи границ раздела новерхностное натяжение с количеством адсорбированной массы. [c.212]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология