To tylko jedna z 6 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Struktura warstwy adsorpcyjnej 1. Wstęp teoretyczny Powierzchnia cieczy lub ciała stałego jest w stanie pewnego szczególnego napięcia. Na granicy faz występują oprócz napięcia powierzchniowego napięcia elektryczne o znacznym gradiencie. Na powierzchni zachodzić będą procesy obniżające napięcie powierzchniowe i prowadzące do wysycenia powierzchni cząsteczkami znajdującymi się w pobliżu granicy faz. Te procesy wysycenia, którym towarzyszy gromadzenie się substancji, nazywamy ogólnie sorpcją. Sorpcję powierzchniową określa się jako adsorpcję.
Najprostszy i najlepiej poznany jest proces adsorpcji na powierzchni swobodnej cieczy, przede wszystkim na powierzchni wody. Dodatek substancji obcych do wody powoduje większe lub mniejsze zmiany napięcia powierzchniowego. Substancje znacznie zmieniające napięcie powierzchniowe już w minimalnych stężeniach nazywamy powierzchniowo czynnymi.
Bardzo ważnym równaniem dotyczącym adsorpcji jest równanie izotermy adsorpcji Gibbsa. gdzie: Γ - powierzchniowe stężenie składnika zaadsorbowanego
c - stężenie składnika
σ - napięcie powierzchniowe
R - uniwersalna stała gazowa
T - temperatura
Równanie Gibbsa wiąże nadmiar powierzchniowy roztworu Γ ze zmianą napięcia powierzchniowego σ przy zmianie stężenia c substancji rozpuszczonej. Z równania tego można wyciągnąć następujące wnioski:
1. Jeżeli substancja rozpuszczona ze wzrostem jej stężenia obniża napięcie powierzchniowe roztworu (substancja powierzchniowo czynna), to:
i Substancja powierzchniowo czynna gromadzi się w fazie powierzchniowej - mamy do czynienia z adsorpcją dodatnią.
2. Jeżeli substancja rozpuszczona ze wzrostem jej stężenia podwyższa napięcie powierzchniowe roztworu, to:
i Substancja ta unika fazy powierzchniowej - mamy w tym przypadku do czynienia z adsorpcją ujemną.
3. Jeżeli substancja rozpuszczona nie zmienia napięcia powierzchniowego roztworu, to: i Stężenie fazy powierzchniowej jest wówczas takie samo jak reszty roztworu - brak adsorpcji.
2. Obliczenia Obliczam napięcie powierzchniowe korzystając z równania:
(…)
… dla roztworu o stężeniu 0,20 mol/dm3 ze względu na znaczne odchylenie.
Uzyskane wartości pokazują, że ze wzrostem stężenia substancji wzrasta wartość nadmiaru powierzchniowego. W badanym przypadku mamy do czynienia z adsorpcją dodatnią, ponieważ i . Rozgałęzienie łańcucha węglowego powoduje wzrost wartość nadmiaru powierzchniowego. Zmienia się też grubość warstwy adsorpcyjnej i powierzchnia przypadająca na jedną cząsteczkę. Rozgałęziony alkohol powoduje również większy spadek napięcia powierzchniowego wody w porównaniu z alkoholem o łańcuchu prostym.
4. Oprogramowanie wykorzystane do opracowania sprawozdania:
a) Microsoft® Word 2000
b) Microsoft® Excel 2000
c) Edytor równań Microsoft, wersja 3.01
d) ChemSketch 4.5
Struktura warstwy adsorpcyjnej
3
…
… ze wzorów:
gdzie: NA - liczba Avogadro NA = 6,02⋅1023 M - masa cząsteczkowa alkoholu Mpropanolu = 0,0601 kg/mol; Mizopropanolu = 0,0601 kg/mol
ρ - gęstość alkoholu ρpropanolu = 803,8 kg/m3; ρizopropanolu = 785,4 kg/m3 Masy cząsteczkowe i gęstości alkoholi są wartościami literaturowymi: "Poradnik chemika analityka", WNT, Warszawa 1989
propanol
izopropanol
Γmax [mol/m2]
1,32⋅10-6 2,74⋅10-6 s [m2]
1,26⋅10-18…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)