Адсорбция раствор—воздух

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]

В первом разделе книги излагаются методы изучения и современные представления о строении границ раздела металлических или полупроводниковых электродов с ионными системами (растворами, расплавами), а также границы раствор — воздух. Значительное внимание уделено термодинамике поверхностных явлений на электродах, адсорбирующих водород и кислород, и современной теории адсорбции органических соединений на электродах. Во втором разделе подробно анализируются закономерности стадии подвода реагирующих частиц к поверхности электрода, методы изучения этой стадии и приводятся примеры использования явлений массопереноса при конструировании хемотронных устройств и новых источников тока. Третий раздел посвящен изложению закономерностей стадии переноса заряженных частиц через границу электрод — раствор и физических основ элементарного акта электрохимических реакций. При этом рассматриваются такие важные в теоретическом отношении вопросы, как роль работы выхода электрона и энергии сольватации ионов в электродной кинетике. Теории двойного слоя, массопереноса и элементарного акта, по образному выражению А. Н. Фрумкина, — те три кита , на которых базируется мощное и стройное здание кинетики электродных процессов. [c.3]

РАБОТА 1. АДСОРБЦИЯ БУТИЛОВОГО СПИРТА ПОВЕРХНОСТЬЮ РАЗДЕЛА РАСТВОР — ВОЗДУХ [c.41]

Рис. 2.3. Изотермы двумерного давления (а) и зависимость адсорбционного скачка потенциала от Да (6) при адсорбции 2,2 -дипиридила из его водных растворов на фоне 1 н. KNOa 1 — на границе раствор/ /ртуть (<7 = 0) 2 — на границе раствор/воздух

Цель работы. Установить зависимость поверхностного натяжения на границе раствор — воздух от концентрации раствора ПАВ. Построить изотерму адсорбции. Проверить справедливость уравнения Гиббса. [c.41]

РАБОТА 2. АДСОРБЦИЯ ОЛЕАТА НАТРИЯ ПОВЕРХНОСТЬЮ РАЗДЕЛА РАСТВОР - ВОЗДУХ [c.43]

Цель работы. Определить зависимость поверхностного натяжения на границе раствор — воздух от концентрации раствора анионактивного вещества. Построить изотерму адсорбции. Сравнить полученные, данные с результатами предыдущей работы. [c.43]

Под термическим старением понимают процессы, приводящие к образованию осадка с небольщим запасом энергии без участия растворителя. Суть их заключается в том, что при термической обработке осадка ставшие мобильными компоненты решетки диффундируют с участков с более высокой энергией на участки с меньшей энергией. Эти процессы в соответствии с небольшой скоростью диффузии в твердых телах и высокой энергией решетки обычно становятся заметными только при относительно высокой температуре, часто соответствующей там-мановской температуре релаксации, которая равна примерно половине абсолютной температуры плавления. Однако и при более низких температурах благодаря насыщенным растворам, которые образуются в виде поверхностной пленки при адсорбции влаги воздуха, могут протекать процессы упорядочения, связанные с уменьшением энергии. Например, термическое старение поверхности бромида серебра происходит уже при комнатной температуре, что вызвано высокой подвижностью ионов, обусловленной дефектами решетки. Кристаллы сульфата свинца медленно упорядочиваются при комнатной температуре, если они находятся в атмосфере с 85%-ной влажностью. Для сульфата бария эффект термического старения наблюдается только при 500°С. [c.208]

Рис. 49. Зависимость адсорбции (/) и адсорбционного скачка потенциала (2) иа границе раствор — воздух от концентрации н-валериановой кислоты (а) и зависимость

Как следствие из теории Ленгмюра принимается, что при достижении предела адсорбции на границе раздела раствор — воздух образуется насыщенный монослой из молекул ПАВ, ориентированных перпендикулярно к поверхности водной фазы и плотно прижатых друг к другу (рис. 18.7). На этом основано вычисление размеров молекул ПАВ. [c.170]

Помимо общих положений о влиянии природы адсорбтива на адсорбцию имеется и ряд частных правил. Так, с увеличением молекулярного веса способность вещества адсорбироваться возрастает. Именно поэтому алкалоиды, а также красители, обладающие обычно высокими молекулярными весами, хорошо адсорбируются. Замечено также, что ароматические соединения вообще адсорбируются лучше, чем алифатические, а непредельные соединения лучше, чем насыщенные. Наконец, так же как и при адсорбции на границе раствор — воздух, при адсорбции жирных кислот и спиртов на твердых веществах качественно соблюдается известное правило Траубе. [c.141]

Задачей работы является 1) исследование зависимости поверхностного натяжения от концентрации поверхностно-активного вещества в растворе, 2) определение адсорбции и вычисление основных характеристик поверхностного слоя на границе раствор — воздух, 3) изучение адсорбции на границе раствор — твердый адсорбент с определением величины удельной поверхности адсорбента. [c.107]

На границе раствор — воздух наблюдаются как явления адсорбции, большой вклад в исследование которых внесли работы И. Лэнгмюра и Н. Адама, так и пространственное разделение зарядов разного знака. Последнее может быть зафиксировано в виде изменения поверхностного потенциала при изменении состава раствора. Поэтому совместное изучение явлений адсорбции и изменения поверхностных скачков потенциала позволило получить основные сведения о строении двойного электрического слоя на свободной поверхности раствора. [c.88]

Приведенные примеры не исчерпывают всех возможных случаев образования двойного электрического слоя, а лишь иллюстрируют взаимную связь процессов адсорбции на границе электрод — раствор и соответствующее изменение гальвани-потенциала А ф. Такого рода связь существует не только на границе металл — раствор. Например, образование двойного электрического слоя на границе раствор — воздух связано с процессами адсорбции на этой границе, которые приводят к изменению поверхностного потенциала х - Итак, исследование двойного электрического слоя — это совместное изучение процессов адсорбции и соответствующего изменения скачков потенциала. Посмотрим, как решаются эти задачи экспериментально и какие выводы можно сделать из полученных результатов. [c.29]

На границе раствор — воздух наблюдаются явления адсорбции и пространственное разделение зарядов разного знака. Последнее [c.86]

Адсорбция различных компонентов на границе раствор — воздух может быть определена на основе прямых измерений пограничного натяжения, которое на этой границе называется поверхностным натяжением, Простой способ определения поверхностного натяжения состоит в измерении высоты поднятия жидкости в капиллярной трубке, погруженной Б раствор. Можно, наоборот, выдавливать пузырьки воздуха в раствор и измерять давление, при котором наблюдается это явление. Максимальное давление газа в пузырьке пропорционально величине а. Если измерять а в растворах различного состава, то затем поверхностный избыток компонента может быть рассчитан по уравнению Гиббса [c.87]

Адсорбция неорганических ионов на границе раствор — воздух отрицательна. Иону энергетически выгоднее находиться в глубине раствора, чем на его поверхности. Если раствор рассматривать в виде сплошного диэлектрика с диэлектрической постоянной вх, то, согласно П. Дебаю и Л. Онзагеру, силу Р, действующую на ион с зарядом 0 на расстоянии г от границы раздела с другой фазой, имеющей диэлектрическую постоянную б2, можно оценить методом зеркального изображения [c.91]

Это означает, что сила Р направлена внутрь раствора. С другой стороны, на ионы у поверхности действует градиент активности (химического потенциала). В результате возникает некоторое равновесное распределение ионов, при котором их концентрация уменьшается по мере приближения к поверхности раствора, так что Г <0. Если в растворе присутствует добавка органического вещества, то наблюдается его положительная адсорбция на границе раствор — воздух. [c.91]

В водных растворах органических веществ адсорбционные скачки потенциала значительно больше, чем в растворах неорганических солей. Это связано с положительной адсорбцией органических веществ на границе раствор — воздух. Для растворов спиртов, кислот, простых эфиров и аминов жирного ряда АЕ>0. Возникновение положительного адсорбционного скачка потенциала связано с тем, что органические вещества образуют адсорбционные слои, в которых их диполи обращены положительным концом к газовой фазе. Зависимость Г и от концентрации органического вещества в большинстве случаев выражается кривыми, имеющими пределы, причем адсорбционные скачки потенциала растут в первом приближении прямо пропорционально адсорбции (рис. 49). Из этих результатов можно сделать два вывода. Во-первых, о том, что адсорбция органического [c.92]

При сопоставлении двух границ раздела раствор — воздух и раствор — ртуть наглядно видно взаимодействие анионов с металлом при их специфической адсорбции на электроде. Кроме того, рассмотрим зависимость двумерного давления, т. е. снижения поверхностного или пограничного натяжения, от логарифма концентрации адсорбирующегося вещества. Такие зависимости называют изотермами двумерного давления. При сопоставлении Да, lg с-кривых для границы ртуть — раствор необходимо брать максимальные значения а, относящиеся к п. н. з., поскольку граница раствор — воздух соответствует незаряженной поверхности ртути. [c.93]

Приведенные примеры не исчерпывают всех возможных случаев образования двойного электрического слоя, а лишь иллюстрируют взаимную связь процессов адсорбции на границе электрод — раствор и соответствующее изменение гальвани-потенциала фр. Такого рода связь существует не только на границе металл — раствор. Например, образование двойного электрического слоя на границе раствор — воздух связано с процессами адсорбции на этой границе, которые приводят к изменению поверхностного потенциала рфо. [c.31]

Если в растворе присутствует добавка органического вещества, то наблюдается его положительная адсорбция на границе раствор — воздух. Это связано с тем, что гидрофобным органическим веществам энергетически выгоднее находиться на поверхности, т. е. эти вещества выжимаются из объема раствора. [c.93]

Влияние ПАВ на смачивание зависит от того, иа какой поверх Юстп раздела фаз они адсорбируются. Молекулы ПАВ могут адсорбироваться как на твердой иоверхности, гак и на границе раздела жидкость— газ. Если поверхность твердого тела гидрофобная, то из водных растворов ПАВ адсорбируются и на твердой поверхиости, и на границе раствор — воздух. На межфазной поверхности молекулы ПАВ располагаются в соответствии с правилом уравнивания полярностей ебиндера. В результате значения Стт-ж и а -г уменьшаются и согласно уравнению (I. 13) поверхность твердого тела смачивается лучше. С увеличением адсорбции ПАВ твердая поверхность становится менее гидрофобной, происходит так называемая гидрофилизация пове])Х ьаст[ [c.21]

В водных растворах органических-веществ адсорбционные скачки потенциала значительно больше, чем в растворах неорганических солей. Это связано с положительной адсорбцией органических веществ на границе раствор — воздух. Для растворов спиртов, кислот, простых эфиров и аминов жирного ряда Аф > 0. Возникновение положительного адсорбционного скачка потенциала связано с тем, что органические вещества образуют адсорбционные слои, в которых их диполи обращены положительным концом к газовой фазе. [c.94]

При сопоставлении двух границ раздела раствор — воздух и раствор — ртуть наглядно видно взаимодействие анионов с металлом при их специфической адсорбции на электроде. Кроме того, рассмот- [c.95]

Адсорбция органического вещества на незаряженной поверхности электрода помимо эффекта выжимания определяется также энергетическими эффектами, связанными с вытеснением адсорбированных молекул растворителя (воды) молекулами органического вещества. При этом происходит разрыв связей металл — вода и образование связей металл — органическая молекула. Если энергии, которые характеризуют эти связи, обозначить соответственно АСм-п и ДСм-л, то при достаточно малых Дст на границе водный раствор/воздух [c.41]

Следует отметить, что в случае систем с малой удельной поверхностью (макрогетерогенных) объемная концентрация Си практически равна общей концентрации С, так как убыль вещества в объеме раствора из-за концентрирования на поверхности даже при значительной адсорбции пренебрежимо мала. (Так, в случае додецилсульфата натрия предельная адсорбция Ат=5-10 ° моль/см достигается при концентрации 4-10- моль/л. Если адсорбция происходит на поверхности раздела раствор—воздух из объема [c.13]

Однако, если атомы водорода в молекулах этих соединений замещены атомами галоидов, то ситуация резко изменяется. Так, замена Н на F приводит к тому, что поверхностная активность органического вещества оказывается выше на границе раствор/ воздух, а замена Н на С1, Вг или I приводит, наоборот, к более высокой поверхностной активности на границе раствор/ртуть, причем эффект возрастает при переходе от хлора к брому и далее к йоду. Полученные результаты указывают на то, что специфическое взаимодействие с поверхностью ртути растет в ряду F< < H< i< Br< I. Причиной этого является усиление в том же ряду донорно-акцепторного взаимодействия между органической молекулой и поверхностью ртути, при котором электроны с атомов С1, Вг и I могут переходить на уровни зоны проводимости металла. Поэтому одновременно с увеличением поверхностной активности происходит соответствующее изменение сдвига потенциала нулевого заряда А д=о, вызванного адсорбцией органического вещества уменьшение положительного, а затем рост отрицательного значения Д д=о. [c.42]

Рассчитайте по уравнению Ленгмюра адсорбцию иропионовой кислоты из раствора с концентрацией 0,5 моль/л на иоверхности раздела раствор — воздух при 298 К, если поверхностное натяжение этого раствора 55,6 мДж/м . поверхиостное натяжение воды 71.96 мДж/м и константа уравнения Ленгмюра Л = 7.73 л/моль. [c.73]

Образование мицелл в растворах коллоидных ПАВ, как и адсорбция молекул ПАВ в поверхностном слое, протекает самопроизвольно. Прн коицентрации ПАВ ниже ККМ энергия Гиббса системы уменьшается за счет адсорбции ПАВ на границе раствор — воздух. При этом углеводородный радикал молекулы ПАВ выталкивается из воды в газовую фазу. Так происходит вплоть до достижения предельной емкости адсорбционного слоя. При дальнейшем увеличении концентрации ПАВ в растворе снижение энергии Гиббса системы может д0стигат[1ся только за счет стру ктурных изменений в объеме раствора, т. е. путем образования мицелл в растворе. [c.139]

Величины адсорбции Г на поверхности растворвоздух всегда вычисляют рассмотренным выше способом — из измеренных значений о, ввиду значительных трудностей прямого экспериментального измерения количества адсорбированного вещества. Действительно, определить изменение концентрации в объеме раствора невозможно в обычных условиях, так как вследствие малой площади поверхности раздела раствор — воздух процесс адсорбции практически не изменяет концентрации в объеме. Для границы раздела раствор — твердая фаза применение адсорбентов с большой удельной поверхностью приводит к адсорбции столь значительной, что изменение концентрации вещества в объеме может быть определено аналитически. В этом случае величину адсорбции х, отнесенную к единице массы т [c.111]

На границе раствор — воздух в2=1 и Р>0, т. е. сила Р направлена в сторону раствора. На границе раствор — ртуть еа оо и из уравнения (19.1) следует, что —г]е11 лгЧае.1<.Ь, т. е. сила Р направлена в сторону металла. Таким образом, силы зеркального изображения способствуют отрицательной адсорбции ионов на границе раствор — воздух и их положительной адсорбции на границе раствор — ртуть. Положительная адсорбция катионов тетрабутиламмония на границе раствор — воздух обусловлена преобладанием эффекта выжимания над силами зеркального изображения. Из-за прослойки растворителя с низкой диэлектрической проницаемостью на границе ртуть — раствор увеличения адсорбции на этой границе неорганических катионов практически не наблюдается. С другой стороны, для анионов и органических катионов, частично или полностью теряющих при адсорбции гидратную оболочку, роль сил зеркального изображения в явлениях адсорбции несомненна, хотя при этом нужно учитывать и возможность образования в поверхностном слое ионных пар. [c.95]