Поверхностное натяжение растворов. Изотерма адсорбции Лэнгмюра. Уравнение Фрейндлиха.

Поверхностное натяжение – избыток свободной энергии в поверхностном слое, отнесенный к поверхности поглощающего тела.

Поверхностное растяжение растворов зависит от природы растворителя и растворенного вещества, от концентрации последнего и от температуры. Поверхностное натяжение как функция концентрации растворенного вещества при Т-const - изотерма поверхностного натяжения.

Примечание автора. Обязательна графическая иллюстрация.

1 и 2 – поверхностно-активные вещества (ПАВ).

3 – поверхностно-инактивные вещества (ПИАВ).

Разность с в поверхностном слое – поверхностный избыток вещества Г (гамма).

Для ПАВ Г>0, для ПИАВ Г<0.

Поверхность твердых тел, как и жидкостей, обладает избыточной свободной энергией Гиббса. Твердые тела не могут (в отличие от жидкостей) самопроизвольно изменять площадь поверхности.

Величина адсорбции зависит от природы адсорбента и адсорбата, от давления газа, температуры.

Зависимость адсорбируемого количества газа от давления адсорбата при постоянной температуре – изотерма адсорбции.

Примечание автора. Обязательна графическая иллюстрация.

С ростом давления увеличивается количество адсорбируемого вещества.

Лэнгмюр при выводе уравнения изотермы сделал следующие допущения: 1. все места адсорбента одинаковы. 2. взаимодействие между частицами пренебрежимо мало. 3. адсорбционный слой состоит из одного слоя молекул, адсорбция локализованная – нет перемещения адсорбционного комплекса вдоль поверхности адсорбента.

Степень заполнения адсорбента адсорбатом:

Скорость адсорбции: константа скорости адсорбции.

Скорость десорбции: константа скорости десорбции.

Адсорбционное равновесие наступает при

Уравнение изотермы хорошо передает зависимости в области низких и области высоких давлений, но не всегда оправдывается в промежуточной области.

Процесс адсорбции экзотермичен: поглощение вещества протекает с выделением теплоты, десорбция – с поглощением теплоты.

Если адсорбируются несколько газов:

Для адсорбции на неоднородной поверхности было предложено эмпирическое уравнение Фрейндлиха.

к и n – коэффициенты, постоянные для данного адсорбента и газа при данной температуре.

Уравнение Фрейндлиха, наоборот, не отражает особенностей изотермы в области высоких и низких давлений, но для области промежуточных давлений согласуются с опытными данными.

 

Дальтониды и бертоллиды.

Диаграмма состояния системы - диаграмма, указывающая, в каких фазовых состояниях находится система в зависимости от условий: температура, давление и состав.

Диаграммы плавкости – частный вид диаграмм состояния.

Дальтонид – устойчивое соединение, дающее эвтектики с компонентами А и В, отвечающее постоянному составу.

На рисунке гомогенности фазы простираются в обе стороны от вертикали Соединение - соединение, на котором основана фаза.

Если состав соединения, на котором основывается фаза переменного состава, лежит в пределах ее гомогенности, то фаза – дальтонидная фаза переменного состава. Если лежит вне пределов области гомогенности фазы – бертоллидная фаза переменного состава.

Возможен и такой случай, когда для фазы невозможно установить состав соединения.

Термин «бертоллид» был введен Курнаковым. Бертоллидные фазы образуются совсем немногими элементами.