Адсорбционные слои двухмерное состояние вещества

Поверхностноактивные вещест Ьа в адсорбционных и мономолекулярных слоях могут находиться в очень разбавленном состоянии, аналогичном идеальным газам в объеме, — в виде двухмерной газовой пленки (IV. 7). Газовое состояние пленок позволяет определить молекулярные веса белков и других веществ в поверхностном слое (IV. 11). Общее уравнение состояния адсорбционных слоев, по Фрумкину, (IV. 8), является двухмерным аналогом уравнения Ван-дер-Ваальса. [c.100]

Помимо исследования пространственных структур в растворах и студнях желатины (трехмерные структуры) мы изучали образование и структурно-механические свойства поверхностных (двухмерных) слоев желатины, самопроизвольно образующихся на границе раздела фаз. Двухмерное состояние белков имеет важное биологическое значение. Был разработан удобный и достаточно точный статический метод измерения поверхностного натяжения белковых растворов по определению размеров большой лежачей капли или пузырька 103, 104]. С помощью этого метода изучена кинетика понижения поверхностного натяжения водных растворов желатины в зависимости от концентрации и pH среды. Весьма специфичной оказалась зависимость поверхностного натяжения от pH (максимум при рН = 3 и минимум при рН = 4,9) в кислой области и изоэлектрической точке наблюдается значительно большие снижения поверхностного натяжения, чем в щелочной среде. Изучена кинетика образования и дальнейших структурных изменений адсорбционного слоя желатины — весьма медленных процессов. В ходе этих исследований был разработан новый метод и аппаратура для изучения процессов адсорбции и десорбции поверхностно-активных веществ на жидкофазных границах (Р. А. Кульман) [103]. [c.400]

Состояние идеального двухмерного газа адсорбционная пленка имеет прп соблюдении закона распределения Генри. Прн высокой концентрации ПАВ в растворе для описания распределения вещества между объемом и межфазным слоем необходимо пользо ваться уравнением Ленгмюра, а изменение поверхностного натяжения следует уравнению Шишковского (III. 117). Чтобы получить соответствующее уравнение состояния адсорбционной пленки, запишем уравнение Шишковского в следующем виде [c.159]

При очень малых концентрациях, когда в поверхностном слое имеется много свободных мест, молекулы адсорбируемого вещества, находясь на больших расстояниях друг от друга, своими длинными (в нашем случае углеводородными) концами ложатся в слое почти плашмя , т. е. приобретают горизонтальную, или лежачую , ориентацию (рис. 11,а), термодинамически отвечающую наименьшей поверхностной энергии. Такой адсорбционный слой получил название газообразной пленки , а соответствующее состояние вещества—состояния двухмерного газа . В пределе такое состояние может быть приравнено к состоянию идеального газа, и, по аналогии с последним, к газообразной пленке может быть применено уравнение Менделеева—Клапейрона [c.87]

Вместе с тем подобная инвариантность поведения ПАВ в разреженных адсорбционных слоях, независимо от природы молекул ПАВ и характера их взаимодействия с подстилающим раствором, позволяет утверждать, что именно зависимость между двухмерным давлением и адсорбцией, выражаемая уравнением состояния адсорбционного слоя я(Г), может рассматриваться как его основная характеристика, не зависящая от состояния молекул ПАВ в объеме раствора. Напротив, величина с1Г/(1с, которая характеризует способность вещества к адсорбции, существенно зависит от строения молекул ПАВ и природы растворителя в пределах одного гомологического ряда она быстро растет при переходе к последующему гомологу. Такое резкое отличие в способности ПАВ к адсорбции при тождественности их поведения в самом адсорбционном слое показывает, что возрастание величины ёГ/с1с в гомологическом ряду следует связывать с различиями в поведении рассматриваемых гомологов в объеме раствора, а не в адсорбционном слое. Это означает, что для разреженных [c.69]

Полученные результаты дают возможность до некоторой степени судить о состоянии вещества в адсорбированном слое. Так как адсорбированное вещество находится в равновесии с жидкостью и ее парами, то в случае соответствия состава адсорбированного слоя и равновесного состава жидкости можно предположить, что адсорбированное ве-ш,ество находится в основном в состоянии трехмерной жидкости. Если же состав адсорбированного слоя не соответствует равновесному составу жидкости в объеме, то, вероятно, адсорбированное вещество находится не в виде трехмерной жидкости, а в виде адсорбционной пленки. Близость состава адсорбционной пленки к составу пара, обнаруженная при адсорбции бинарных смесей метилциклогексан — гептан, метилциклопентан — метилциклогексан, является результатом соответствующего соотношения адсорбционных потенциалов, проявляемых силикагелем по отношению к компонентам данных смесей. Вопрос о том, является адсорбционная пленка сжатым паром или двухмерной жидкостью, остается до сих пор открытым. [c.155]

Только в этом случае в адсорбционных поверхностных слоях с повышенной концентрацией моющего вещества (или средства) будет происходить двухмерная коагуляция гидратированных мицелл. Образовавшиеся пленки должны быть как бы твердыми за счет полной ориентации полярных групп в насыщенных адсорбционных слоях и коагуляции поверхностно-активного вещества в адсорбционном слое. Эти явления наблюдаются только в растворах поверхностноактивных полуколлоидов. В них определенная часть находится в коллоидно-дисперсном, а часть в молекулярно-дисперсном состоянии. [c.49]

Стремление вещества к растеканию не ограничивается образованием насыщенного, сплошного мопослоя, по при наличии свободной поверхности может продолжаться до образования все более разбавленных слоев, вплоть до газового состояния пленки, подобного газовому состоянию адсорбционного слоя при очень низких концентрациях. Подобно тому, как обычный трехмерный газ стремится к неограниченному расширению, оказывая давление на ограничивающую поверхпость, так и двухмерная пленка в своем стремлении к расширению оказывает боковое давление на ограничивающую линию. Это давление, как и поверхностное натяжение, измеряется в дин/см. В уравнении (XV, 7) величина понижения поверхностного натяжения Аа играет роль бокового давления, с которым она по существу идентична. [c.221]

С этой точки зрения, нул<но ожидать, что адсорбционные слои, имеющие свойства двухмерного газа, не должны существенно замедлять растворение металла. Твердые, по-верхностпо-кристаллические адсорбционные слои (двухмерные кристаллы) должны оказывать различное действие, в зависимости от характера связей в слое. Если при неполном заполнении поверхности атомы адсорбированного вещества прочно связываются между собой в плотные поверхностно-кристаллические островки, по не очень прочно связываются с металлом, то защитное действие таких слоев должно носить характер экранирования части поверхности. Если же связь частиц адсорбированного вещества с кристаллической решеткой металла весьма прочна, прочнее, чем частиц между собой, то адсорбция на неоднородной поверхности металла может приводить к более эффективному замедлению растворения, которое выражается, например, в экспоненциальной зависимости скорости растворения от количества адсорбхфованного кислорода [265]. Надо отметить, что поверхностные, как и объемные, кристаллические структуры не бывают без дефектов. Последние создают локальные изменения энергетического состояния поверхности, что осложняет ожидаемые закономерности. В частности, в таких местах возможно ускоренное проникновение атомов пли понов металла через пассивирующий слой к раствору, что может изменять механизм растворения пассивного металла [275] или приводить к постепенному изменению величины п состояния поверхности. Пассивирующими являются, по-видимо-му, адсорбционные слои, имеющие сравнительно мало дефектов. Представление о дефектах и нарушениях в строении адсорбционного пассивирующего слоя в известном смысле аналогично использовавшемуся в теории коррозии [c.153]

При физической адсорбции энтропия адсорбции многих газов лежит в пределах 80—]00Дж/(моль К). Если принять предельное значение адсорбции Гоо= = 10 моль-см и толщину адсорбционного слоя 5-10 см, то концентрация газа в адсорбционном слое будет равна 10 /5 10 1 = 0,02 моль/см , или 20 моль/л. Если рассматривать газ как идеальный, то уменьшение энтропии газа в результате адсорбции при нормальном давлении газа над адсорбентом будет равно / 1п20 22,4 и 54 Дж/(моль К). Если учесть двухмерное состояние адсорбированного газа, то изменение энтропии будет еще больше. Следовательно, при взаимодействии субстрата с поверхностью катализатора только за счет физической адсорбции изменение энтропии газа Д 5° будет равно 80 Дж/(моль К)- Это равносильно тому, что энергия Гиббса адсорбированного газа, если рассматривать его как идеальный, возрастает примерно на 24 Дж/(моль К), так как при изотермическом сжатии идеального газа ДО + 4- /"Д 5 =0 (см. 71). Тепловой эффект физической адсорбции изменяется в широких пределах. Термодинамические характеристики процесса адсорбции некоторых веществ на саже приведены ниже. [c.641]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология