Изотермы поверхностно-активных веществ

УРАВНЕНИЕ ИЗОТЕРМЫ АДСОРБЦИИ ГИББСА. ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА [c.11]

Рис. 10.10. Изотерма поверхностного избытка (Г) в растворах поверхностно-активного вещества. Структура поверхностного слоя а — чистый растворитель б — ненасыщенный мономолекулярный слой ПАВ в — насыщенный мономолекулярный слой ПАВ. ный уголь и силикагель. Поглощающая способность угля подмечена еще в ХУП веке. Однако лишь в 1915 г. Н. Д. Зелинский разработал способ получения активных углей, предложив их в качестве универсальных поглотителей отравляющих веществ, и совместно с Э. Л. Кумантом сконструировал угольный противогаз с резиновой маской. Один из первых способон активирования древесного угля состоял в обработке его перегретым паром для удаления смолистых веществ, образующихся при сухой перегонке древесины и заполняющих поры в обычном угле. Современные методы получения и т .следования активных углей в нашей стране разработаны М. М. Дз бининым. Удельная поверхность активных углей достигает 1000 на грамм. Активный уголь является гидрофобным адсорбентом, плохо поглощает пары воды и очень хорошо — углеводороды.

I. Адсорбция 181 2. Уравнение Ленгмюра. Изотермы адсорбции ( 3 3. Хемосорбция и физическая адсорбция 185 4. Адсорбция ионов из растворов 187 5. Уравнения Гиббса, Шишковского и правило Траубе 191 I 6. Поверхностно-активные вещества (ПАВ) и их применение 195 7. Понятие о хроматографии ]95 [c.6]

Рис. 24. Изотерма адсорбции поверхностно-активного вещества

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]

Рис. 10.9. Изотермы поверхностного натяжения растворов (сг — поверхностное натяжение, С — концентрация раствора) 1, 2 — растворы поверхностно-активных веществ (ПАВ) с больщей (1) и меньщей (2) поверхностной активностью 3 — раствор повер)хностно-инактивного вещества,

Приведенные выше факты даже качественно далеко не исчерпывают многообразие экспериментальных результатов по зависимости А = А (с). Для более сложных по своему строению и более высокомолекулярных веществ изотермы А = А (с) имеют более сложный вид. Это вызвано прежде всего мицеллообразованием (агрегированием молекул в объеме в более крупные частицы), наступающим при повышении концентрации раствора выше определенного предела. При наличии мицеллообразования объемная концентрация молекулярно-диспергированной части поверхностно-активного вещества не повышается с ростом его общей концентрации, поскольку прибавление новых, дополнительных количеств вещества идет только на образование мицелл. В результате поверхностная концентрация и А остаются постоянными и не зависят от изменения полной объемной концентрации. Иногда процесс мицеллообразования может быть полностью или частично необратимым, и тогда может наступать пересыщение по отношению к молекулярно-дис- [c.114]

Пользуясь уравнением Гиббса, по изотерме поверхностного натяжения для поверхностно-активного вещества легко построить соответствующую изотерму адсорбции следующим образом. Возьмем какую-нибудь точку на изотерме поверхностного натяжения и проведем через нее касательную, и прямые, параллельные осям координат, как это показано на рис. V, 3. Отрезок, отсекаемый на оси ординат касательной и прямой, параллельной оси концентраций, деленный на отрезок абсциссы, отсекаемый на ней прямой, проведенной через точку параллельно оси ординат, равен —йо/йс, т. е.- [c.124]

Поверхностно-активные вещества отличаются высокой адсорбционной способностью, и для них А Г. Это позволяет применительно к ПАВ совместно решить уравнения Гиббса (1.21) и Генри (П. 1). Совместное решение дает линейную изотерму поверхностного натяжения при малых концентрациях ПАВ в растворе [c.39]

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]

Необходимо отметить, что эта зависимость имеет вид типичной изотермы раствора поверхностно-активного вещества в углеводородах. Можно было предположить, что некоторые отклонения экспериментальных точек от расчетной кривой объясняются тем, [c.32]

Рис. 96. Изотерма поверхпостло10 избыт ,а (Г) в растворах поверхностно-активного вещества.

На рис. V, 1 приведены изотермы поверхностного натяжения — кривые, характеризующие изменение поверхностного натяжения при повышении концентрации вещества. Как можно видеть, при повышении концентрации поверхностно-активного вещества (кривая 1) изотерма сначала круто падает почти по прямой. Наличие этого участка на изотерме определяется тем, что вначале вся поверхность -раздела жидкость — воздух свободна от поверхностноактивного вещества и небольшие его количества, присутствующие [c.119]

При исследовании влияния поверхностно-активных веществ при различных концентрациях измерения краевого угла производят сначала в чистой воде, а затем в растворе поверхностно-активного вещества (начиная с малых концентраций). По полученным данным вычерчивают изотерму смачивания, откладывая по оси абсцисс концентрации поверхностно-активного вещества, а по оси ординат значение os б, нанося вверх от нуля положительные значения os 0, вниз — отрицательные (рис. 58). [c.141]

Задания. 1. Изучить зависимость поверхностного натяжения от концентрации поверхностно-активного вещества в растворе и построить изотерму а=/(с). 2. Вычислить Г, Гоо, 5оо и I по уравнениям Гиббса и Ленгмюра, пользуясь кривой а = Цс). [c.246]

Из уравнения (XII, 35) так же, как и из графического построения, следует, что наиболее заметно поверхностно активные вещества влияют на поверхностное натяжение при малых значениях Со. При дальнейшем увеличении концентрации добавочного реагента потенциал электрода должен меняться сравнительно мало. Представленная на рис. 118 зависимость изменения стационарного потенциала цинкового электрода от концентрации поверхностно активного вещества напоминает по форме адсорбционную изотерму. Зависимость ф=/(С) свиде- [c.346]

Изотерма поверхностного натяжения поверхностно-активных веществ представлена на рис. II.5 (кривая 1). Если в какой-либо [c.74]

Изотермы поверхностного натяжения поверхностно-активных веществ (рис. 11.5) описываются известным уравнением Шишковского [c.75]

Рассмотрим последовательно характерные свойства поверхности раздела фаз и адсорбционных слоев, сопоставляя поведение растворимых и нерастворимых в воде поверхностно-активных веществ и постепенно переходя от простейшей картины к более сложным проявлениям межмолекулярных взаимодействий в адсорбционных слоях. Будем при этом анализировать наиболее характерные зависимости между параметрами, описывающими свойства адсорбционных слоев изотерму поверхностного натяжения а (с), изотерму адсорбции Г (с), изотерму двухмерного давления я(Г) и др. [c.53]

Практически все встречающиеся в литературе изотермы сорбции воды на торфе относятся к IV типу. Это характерно как для естественного торфа, так и для его моноионно замещенных форм, а также для торфа, модифицированного поверхностно-активными веществами (ПАВ) [209]. Дифференциальная теплота сорбции воды на различных видах естественного и модифицированного торфа также одинакова и при низком относительном давлении водяных паров (ф) равна примерно энергии четырех водородных связей. Кроме того, при использовании метода подобия в пределах 0<ф< 0,7 результаты по сорбции воды на естественном деминерализованном торфе, его Ыа- и Са-формах, а также на торфе, модифицированном неионогенными и анионными ПАВ (соответственно НПАВ и АПАВ) хорошо укладываются на одну и ту же изотерму [210], т. е. во всех рассмотренных случаях механизм сорбции воды на торфе можно считать одинаковым. [c.65]

Величина — йа1йа определяет меру снижения поверхностного натяжения в зависимости от концентрации или активности раствора. Её называют поверхностной активностью. Если измерить поверхностное натяжение в зависимости от изменения концентрации раствора поверхностно-активного вещества при постоянной температуре, то получается изотерма поверхностного натяжения в виде кривой а = /(с) (рис. 9). [c.28]

Как мы уже отмечали, молекулы поверхностно-активных веществ обычно дифильны, т. е. имеют полярную и неполярную часть. Полярной частью молекул поверхностно-активного вещества могут быть группы, обладающие достаточно большим дипольным моментом —СООН —ОН —NH2 —SH — N —NO2 —N S —СНО —SO3H. Неполярной частью молекулы поверхностно-активного вещества обычно являются алифатические или ароматические радикалы. Длина углеводородного радикала сильно сказывается на поверхностной активности молекулы. Дюкло, а затем Траубе, изучая поверхностное натяжение водных растворов гомологического ряда предельных жирных кислот, нашли, что поверхностная активность этих веществ на границе раствор — воздух тем выше, чем больше длина углеводородного радикала, причем в среднем она увеличивается в 3,2 раза на каждую группу СНг-Это легко доказывается тем, что изотермы поверхностного натяжения для гомологического ряда жирных кислот почти полностьк> совмещаются, если при переходе от одного члена ряда к следующему изменить масштаб значений на оси концентраций в 3,2 раза. [c.126]

Поделив количество адсорбтива Дмакс адсорбированное неизвестной поверхностью 1 г адсорбента, на количество адсорбтива Гмакс, приходящееся на 1 см поверхности адсорбента, получают значение поверхности, соответствующее 1 г адсорбента, т. е. удельную поверхность 5уд. Значение Г акс находят по изотерме поверхностного натяжения растворов поверхностно-активного вещества одним из способов, описанных в работе 8. При этом получают значение адсорбции не на твердом адсорбенте, а на границе раствор — воздух. Ввиду того что при максимальной адсорбции молекулы адсорбтива образуют монослой с плотной упаковкой (так называемый частокол Ленгмюра), число молей, адсорбированных 1 см поверхности, т. е. Гмакс в первом приближении определяется только площадью молекулы и не зависит от природы поверхности. Поэтому значение максимальной адсорбции, пайденное на границе растпор — воздух, может быть использовано и в случае границы раствор — адсорбент, т. е. для определения удельной поверхности адсорбента. [c.80]

Обратимся теперь к результатам по измерению адсорбции, полученным Е. М. Лапинской. Учет адсорбированного количества ПАВ путем построения графиков поверхностное натяжение а как функции концентрации раствора и количества адсорбированного вещества Г от с показал, что Г = /(с) для всех применявшихся ПАВ на керамических диафрагмах имеет обычный вид изотермы Лэнгмюра для мономолекулярной адсорбции из растворов. В качестве примера приводим данные на рис. 100 для гептиловой кислоты. Для всех исследованных поверхностно-активных веществ достижение максимального количества адсорби- [c.162]

Понингение поверхностного натяжения объясняется явлениями адсорбции поверхностно-активного вещества на границе раздела фаз. Характер изотермы адсорбции показан па фиг. 80. Как видим, с увеличением концентрации поверхностно-активного вещества поверхностное натяжение сначала интенсивно падает, а затем как бы стабилизируется, что свидетельствует [c.144]

Измеряют поверхностное натяжение а при разных концентрациях выбранных органических веществ и строят зависимости Аст от Ig A (са — концентрация адсорбата), получивщие название изотерм двумерного давления. После этого графическим способом (рис, 2.2) находят концентрации органических веществ, соответ-ствую1цие одинаковому достаточно малому значению Асг = onst. Чем меньше концентрация органического вещества, при которой достигается заданное значение Аа, тем выше его поверхностная активность. Например, если ai/ a2 = 5, то говорят, что поверхностная активность первого вещества (А1) в 5 раз ниже поверхностной активности второго вещества (А2). Изменение поверхностной активности вещества 1 по отношению к веществу 2 характеризуют также энергией [c.40]

Инверсия смачивания зa лючaeт я в качественном ее изменении за счет адсорбции ПАВ на твердой поверхности. Путем добавления ПАВ удается гидрофилизировать гидрофобные поверхности и вызывать их смачивание нодой и другими полярными жидкостями либо придавать гидрофобные свойства первоначально гидрофильной поверхности и делать ее плохо смачивающейся водой. Адсорбция ПАВ на твердой поверхности влияет не только на величину, но и на знак os 0. Зависимость os 0 от концентрации поверхностно-активного вещества называется изотермой смачивания. Кривая пересекает ось абсцисс в точке, соответствующей такой концентрации ПАВ, при которой os 0 = 0 и происходит изменение знака OS0, Точку А пересечения изотермы смачивания с осью концентраций ПАВ называют точкой инверсии смачивания (рис. 19.11). [c.315]

Как подчеркивал Ребиндер в своей работе Вода как поверхностно-активное вещество обеднение поверхностного слоя раствора молекулами растворенного вещества сопровождается обогащением его молекулами растворителя, т. е. отрицательная адсорбция растворенного вещества эквивалентна положительной адсорбции растворителяпри этом растворитель может рассматриваться как поверхностно-активное вещество. Ребиндеру удалось измерить поверхностное натяжение во всем интервале концентраций от чистой воды до чистой расплавленной соли. На рис. II—4 приведены результаты экспериментов, проведенных на системах AgTl(NOз)2—НгО пр,и 90°С (кривая /) и AgNH4(NOз)2—НгО при 100°С (кривая 2) для сравнения приведена также изотерма поверхио-40 80 %Н20 стного натяжения водного раствора масляной кислоты при 90°С (кривая 3). Линейный рост поверхностного натяжения происходит в области концентраций лишь примерно до 30% соли (соль действует как поверхностно-инактивное вещество). В левой части изотерм, при малых концентрациях воды в жидкой соли, зависимость поверхностного натяжения от концентрации оказывается иной вода подобно обычному поверхностно-активному веществу резко снижает поверхностное натяжение соли уже при введении в малых количествах. [c.50]

Таким образом, применение коагулянтов эффективно для очистки сточных вод от поверхностно-активных веществ различных классов в присутствии красителей. Удаление красителей из сточиых вод методом коагуляции также в ряде случаев оказывается достаточно эффективным. На эффективность очистки влияет в значительной мере агрегатное состояние красителей в растворе [24, 25]. Удаление красителей при коагуляции продуктов гидролиза солей алюминия и железа происходит в результате сорбции их иа хлопьях гидроксидов или соосаждсния скоагулировавших в присутствии солей трехвалентных металлов высокодисперсных нерастворимых частичек или крупных ассоциированных агрегатов красителей. При этом сорбат, образующий в процессе коагуляции собственную твердую фазу, не имеет предела насыщения на кривой изотермы сорбции. [c.24]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология