p> при з в†’ 0 - адсорбція поверхнево-активних речовин позитивна, адсорбція рідин - адсорбатов, мають більшу поверхневий натяг, ніж у адсорбенту, негативна.
Більшість поверхнево-активних речовин, що змінюють поверхневий натяг води, має загальну структуру: в молекулі містяться гідрофільна головка і гідрофобний хвіст.
В
(рис.3)
При взаємодії з водою гідрофільна головка виявляється сильно гідратованої, а гідрофобний хвіст виштовхується назовні. Утворюється мономолекулярний шар поверхнево-активної речовини на поверхні води.
В
(рис. 4)
Правило Дюкло-Траубе: при збільшенні числа вуглецевих атомів у гомологічної ряду в арифметичній прогресії поверхнева активність речовини зростає в геометричній прогресії.
Адсорбція на твердій поверхні
мономолекулярний адсорбція на твердій поверхні
Рівняння ізотерми Ленгмюра
Основні положення теорії Ленгмюра:
1. Адсорбція - процес локалізований, вона викликана силами, близькими до хімічних
2. Адсорбція протікає не на всій поверхні адсорбенту, а в активних центрах
3. Кожен активний центр взаємодіє з однією молекулою адсорбату, в результаті чого на поверхні адсорбенту утворюється один шар адсорбованих молекул
4. Адсорбція - процес оборотний і рівноважний
При адсорбционном рівновазі швидкість адсорбції дорівнює швидкості десорбції, вона пропорційна числу ударів молекул адсробтіва про поверхню адсорбенту, незайняту адсорбованими молекулами. Вона дорівнює
W a = k a (1 - і) p (11)
k a - коефіцієнт пропорційності, і - Частка поверхні, покритої адсорбованими молекулами, (1 - і) - частка вільною для адсорбції поверхні адсорбенту.
Швидкість десорбції:
Wд = k д ні (11)
k д - коефіцієнт пропорційності, н - число молекул на 1 м 2 при максимальній упаковці.
Так як швидкості процесів адсорбції і ресорбции рівні, ці рівняння можна прирівняти один одному, і рішенням отриманого рівняння відносно і буде
і = Kp/(1 + Kp), K = k a /(k д н) (12)
Виходячи з того, що число адсорбованих молекул на одиниці поверхні одно ін, то кількість молей A на одиницю поверхні дорівнює
A = ін/N A (13)
Максимальна адсорбція:
A в€ћ = н/N A (14)
Тоді рівняння ізотерми адсорбції Ленгмюра, що зв'язує адсорбцію з тиском газу над адсорбентом має вигляд:
A = A в€ћ Kp/(1 + Kp) (15)
Аналогічним шляхом виводиться рівняння ізотерми адсорбції Ленгмюра, що зв'язує адсорбцію з концентрацією:
Г = Г в‚’ C/(C + b) (16),
С - рівноважна концентрація адсорбируемого речовини в розчині.
В
(мал. 5)
На малюнку наведе...
