Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


јдсорбци€ на подвижной поверхности раздела фаз - адсорбци€ ѕј¬




јдсорбци€ на границе раствор Ц пар.

¬ жидких растворах поверхностное нат€жение σ €вл€етс€ функцией от концентрации растворенного вещества. Ќа рис. 6.3 представлены три возможных зависимости поверхностного нат€жени€ от концентрации раствора (изотермы поверхностного нат€жени€).



–ис. 6.3. »зотермы адсорбции поверхностного нат€жени€ поверхностно-инактивных веществ (крива€ 1, 2) и поверхностно-активных веществ (3)

ќриентаци€ молекул ѕј¬ в поверхностном слое. Ќа границе раздела фаз молекулы ѕј¬ ориентированы пол€рной головой в сторону пол€рной фазы, непол€рным хвостом в сторону непол€рной фазы.

ѕри достижении максимального значени€ адсорбции молекулы ѕј¬ строго ориентированы и образуют плотный мономолекул€рный слой (частокол Ћэнгмюра). Ёто позвол€ет объ€снить существование предельного значени€ адсорбции √max. «на€ площадь поверхности и максимальную адсорбцию √max (число молей ѕј¬ на 1 м2), можно рассчитать размер молекулы.

S = Ц площадь поперечного сечени€ молекулы ѕј¬

‘акторы, вли€ющие на адсорбцию веществ - природа адсорбента, адсорбата и растворител€; на непол€рном адсорбенте лучше адсорбируетс€ непол€рное вещество из пол€рного растворител€, а на пол€рном - пол€рное вещество из непол€рного растворител€; чем лучше раствор€етс€ в данном растворителе адсорбат, тем хуже он из него адсорбируетс€; если растворимость вещества увеличиваетс€ с повышением температуры, то величина молекул€рной адсорбции уменьшаетс€. ≈сли растворимость вещества уменьшаетс€ с повышением температуры, то величина адсорбции увеличиваетс€ с повышением температуры; адсорбци€ пр€мо пропорциональна удельной поверхности адсорбента; адсорбци€ зависит от концентрации адсорбата в растворе и описываетс€ уравнением ‘рейндлиха и Ћэнгмюра.

”равнение ‘рейндлиха:

где K - константа, численно равна€ адсорбции при равновесной концентрации, равной единице; n - константа, определ€юща€ кривизну изотермы адсорбции, ее значение колеблетс€ в пределах от 0,1 до 0,6.

”равнение ‘рейндлиха применимо при средних значени€х равновесных концентраций. ƒл€ нахождени€ констант его логарифмированием привод€т к уравнению пр€мой: lgKф + nlgc;

”равнение Ћэнгмюра:

где √ - адсорбци€, моль/г; √∞ - предельна€ адсорбци€: количество адсорбата, покрывающего поверхность адсорбента плотным монослоем. ’арактеризует адсорбционную способность адсорбента; α - константа адсорбционного равновеси€, отражает способность адсорбата адсорбироватьс€, равна отношению констант скоростей десорбции и адсорбции; с - концентраци€ вещества в растворе, моль/л.

јдсорбцию характеризуют количеством молей или массой вещества, накапливающегос€ на границе раздела фаз в расчете на единицу массы адсорбента (моль/г) или на единице площади поверхности раздела фаз (моль/см2 или г/см2).

»онообменна€ адсорбци€ - это процесс, при котором твердый адсорбент обменивает свои ионы на ионы того же знака из жидкого раствора.
“акой обменный ионный процесс аналогичен обменным химическим реакци€м, но только протекает на поверхности твердой фазы.

»онообменна€ адсорбци€ имеет следующие особенности:

Ј специфична, т.е. к обмену способны только определенные ионы;

Ј не всегда обратима;

Ј протекает более медленно, чем молекул€рна€ адсорбци€;

Ј может приводить к изменению рЌ среды.

¬ещества, про€вл€ющие способность к ионному обмену, называютс€ ионитами. ¬ зависимости от того, какой вид ионов участвует в обмене, иониты подраздел€ютс€ на катиониты и аниониты.  атиониты способны обменивать катионы, в т.ч. ион Ќ+, аниониты Ц анионы, в т.ч. ион ќЌЦ. —уществуют также амфолиты, которые в зависимости от условий способны про€вл€ть как катионообменные, так и анионообменные свойства.

»ониты имеют структуру в виде каркаса, Ђсшитогої, обычно, ковалентными св€з€ми.  аркас имеет положительный или отрицательный зар€д, скомпенсированный противоположным зар€дом подвижных ионов (противоионов), которые могут легко замен€тьс€ на другие ионы с зар€дом того же знака.  аркас выступает в роли полииона и обусловливает нерастворимость ионита в растворител€х.

–азличают природные и синтетические иониты. ѕриродные: алюмосиликатные материалы Ц гидрослюда, цеолиты и т.д. —интетические: ионообменные смолы, сульфитированные угли, ионообменные целлюлозы.

»онный обмен широко примен€етс€ в различных отрасл€х промышленности. »ониты примен€ют дл€ очистки сточных вод, ум€гчени€ и обессоливани€ воды, при производстве сахара, молока (дл€ изменени€ его солевого состава), вина (дл€ предотвращени€ помутнени€ и понижени€ кислотности).

јдсорбцию подраздел€ют:

а) на физическую Ц это адсорбци€, вызванна€ вандерваальсовыми силами взаимодействи€ (невысокий тепловой эффект). ѕри физической адсорбции между адсорбентом и адсорбатом происходит только межмолекул€рное взаимодействие, т.е. сцепление достаточно непрочное, и со временем начинаетс€ обратный процесс − десорбции;

б) хемосорбцию Ц это адсорбци€, сопровождающа€с€ химическим взаимодействием адсорбента с поглощаемым веществом (возникают химические св€зи, значительный тепловой эффект).

ѕри химической адсорбции (хемосорбции) между адсорбентом и адсорбатом возникает химическое взаимодействие, в результате чего между ними образуетс€ третье вещество (рис. 6.4):

4Al + 3O2 → 2Al2O3



–ис. 6.4. ’емосорбци€


’имическа€ сорбци€ намного прочнее физической. ≈щЄ одно отличие между физической и химической сорбцией заключаетс€ в том, что при повышении температуры физическа€ адсорбци€ уменьшаетс€, а химическа€ увеличиваетс€.
¬ чистом виде физическа€ и химическа€ адсорбци€ встречаютс€ редко, чаще всего адсорбци€ включает элементы их обеих.

јдсорбци€ протекает самопроизвольно − энерги€ √иббса при адсорбции имеет отрицательное значение: DGадс<0. “епловой эффект имеет отрицательное значение DЌадс<0. ¬ то же врем€ в процессе адсорбции происходит упор€дочение адсорбированных частиц: DSадс<0.

ѕри физической адсорбции с увеличением температуры энерги€ √иббса системы возрастает и при некоторой “р наступает равновесие:

адсорбци€

A Aадс

ƒесорбци€

 

ѕри повышении температуры равновесие сдвигаетс€ в сторону десорбции. “аким образом, вещество можно адсорбировать при невысокой температуре и десорбировать при более высокой температуре.

 





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-11-05; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1843 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

—вобода ничего не стоит, если она не включает в себ€ свободу ошибатьс€. © ћахатма √анди
==> читать все изречени€...

1250 - | 1164 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.014 с.