Використовуємо формулу рівння Гіббса

Г = – = – = + 7,2 × 10⁻⁶ моль/м².

[Г] = . Оскільки Г > 0 і σ₂ < σ₁, то адсорбція позитивна.

Відповідь: Г = 7,2 × 10⁻⁶ моль/м².

Приклад 2.При 293 К поверхневий натяг ртуті становить 0,458, а амальгами калію (С = 0,11 моль/л) − 0,393 Дж/м². Визначити адсорбцію калію на поверхні ртуті.

Розв’язання:

1. Г − ?

В рівнянні (2) можна замінити похідну на .

Г = – = – = + 2,66 × 10⁻⁵ моль/м².

[Г] = .

Відповідь: Г = 2,66 × 10⁻⁵ моль/м².

За рівнянням Гіббса можна обчислити адсорбцію розчиненої речови­ни при різних концентраціях. Для цього будують графік залежності поверх­невого натягу від концентрації. Необхідні значення знаходять графічно. Для цього до точок, що

відповідають різним концентраціям С₁, С₂, С₃ і т.д., прово­дять дотичні; за кутами нахилу їх до вісі абсцис визначають тангенси кутів tga = .

Перемноживши одержані значення tga на С/RT одержують Г, за якими можна побудувати повну криву Г= f(C) – ізотерму адсорбції, з якої потім знайти адсорбцію за іншими концентраціями (рис. 1).

Зі збільшенням концен­трації адсорбція зростає до певної межі, деякого максимального (граничного) значення Г_¥. За величиною Г_¥ можна одержати відомості про бу­дову адсорбційного шару. З рівняння Гіббса випливає, що основною характеристикою адсорбата є величина , але вона змінюється при зміні концентрації. Звичайно використовують її граничне значення при С→ 0, яке називається поверхневою активністю.

g = –( )_C→0 (Дж·м/моль).

Чим більше зменшується поверхневий натяг з зростанням концентрації адсорбата, тим більше його поверхнева активність.

Приклад 3.Визначити адсорбцію масляної кислоти на поверхні розділу водний розчин − повітря при 283 K та концентрації С = 0,104 моль/л, використавши наступні експериментальні дані.

С_і, кмоль/м³0,00 0,021 0,050 0,104 0,246 0,489

s_і×10³, Дж/м² 74,01 69,51 64,30 59,85 51,09 44,00

Задачу вирішити розрахунковим та графічним способом.

Розвۥязання:

Розрахунковий спосіб.

1. Г = ?

Г = – = – = 6,02·10⁻⁶ моль/м².

Графічний спосіб.

DС_і/Ds_і−? Г_і =?

tga₁ = = 0,215

tga₂ = = 0,18

tga₃ = = 0,13

tga₄ = = 0,66

tga₅ = = 0,043

Графічні визначення зведені до таблиці

№	sі Дж/м2	Сі кмоль/м3	Dsі/DСі расч	Сі/RT×	Гі,расч= –	tgai	Гі,граф = –
	69,51	0,021	−0,21	0,009	1,9×10−6	−0,215	1,93×10−6
	64,30	0,050	−0,19	0,021	4,0×10−6	−0,18	3,70×10−6
	59,85	0,104	−0,136	0,044	6,0×10−6	−0,13	5,72×10−6
	51,09	0,246	−0,093	0,104	10×10−6	−0,66	6,8×10−6
	44,00	0,489	−0,061	0,208	13×10−6	−0,043	8,9×10−6

Відповідь: Г_теор = 6,02·10⁻⁶ моль/м², Г_граф = 5,72·10⁻⁶ моль/м².

Для жирних кислот (поширених ПАР) на підставі великого експериментального матеріалу було знайдено, що поверхнева активність в водних розчинках зростає у 3÷3,5 рази при збільшенні карбонового ланцюгу на групу СН₂ (правило Дюкло −Траубе).

Поиск по сайту: