химический каталог




Курс физической химии. Том I

Автор Я.И.Герасимов

ла молей компонента i в объеме поверхностного слоя с площадью s~\ по сравнению с числом его молей в том же объеме, если бы смежные фазы встречались у поверхности раздела без изменения их плотности. Эту величину мы будем называть абсолютной величиной гиббсовской адсорбции (часто ее называют короче—гиббсов-ской адсорбцией) или даже просто адсорбцией компонента i у данной поверхности*.

Целесообразно определить избыточную свободную энергию поверхностного слоя (сокращенно—свободную поверхностную энергию) аналогично определению свободной энергии объемной фазы (см. стр. 115). В соответствии с уравнением (XVII, 24)

Я*> = t/W—Г5« = as + Sp^is} (XVII, 30)

Из этого определения и из уравнения (XVII, 25) следует, что

OF® = — S dT + ads + ? ^dnf (XVII, 31)

Уравнение (XVII, 31) позволяет определить межфазное поверхностное натяжение о как свободную поверхностную энергию единицы поверхности

— psrLw

* При малых концентрациях компонента i в объемных фазах гиббсовская адсорбция Г (избыток) близка к поверхностной концентрации at (см. стр. 462), при больших концентрациях в объемных фазах П отличается от ос^ (см. сноску к стр. 533).

при постоянной температуре и постоянном составе слоя [сравни с уравнением (XVII, 16)]. Как было указано выше, эта величина аналогична давлению в объемной фазе. Величину о можно рассматривать как свободную энергию единицы поверхности и как силу,

действующую на единицу длины контура поверхности раздела фаз.

Беря полный дифференциал F из выражения (XVII, 30) и сравнивая результат с уравнением (XVII, 31), получаем снова фундаментальное уравнение Гиббса (XVII, 25), а для постоянной температуры—уравнение (XVII, 26).

Из уравнений (XVII, 26) и (XVII, 29) следует, что при постоянной температуре для единицы поверхности

— da-ЕГДг, (XVII, 33)

Это уравнение называется адсорбционным уравнением (адсорбционной формулой) Гиббса.

Свободная поверхностная энергия слоя, площадь поверхности которого равна единице, будет

Fs = а + ? ^Г, (XVII, 34)

§ 4. Применение адсорбционой формулы Гиббса. g Поверхностноактивные и инактивные вещества

1) Адсорбция на поверхности жидкости не растворяющегося в ней газа. Рассмотрим на поверхности воды (компонент 1) адсорбцию пара какого-либо чистого не растворимого в воде вещества, например насыщенного углеводорода (компонент 2). В этом случае адсорбционное уравнение Гиббса (XVII, 33) принимает вид:

—do = Г^р! + Г2ф2 (XVII, 35)

Так как вода практически не растворяет насыщенные углеводороды, ее химический потенциал в объеме, а следовательно, и на поверхности не изменяется, ф2=0. Поэтому формула Гиббса (XVII, 35) сводится к уравнению

—do=V2dp2 (XVII, 36)

Учитывая, что согласно уравнению (V, 26а) изменение химического потенциала пара (идеального газа), давление которого равно ру составляет

ф = RTd In р

Г2 =

лолучаем из уравнения (XVII, 36)

1 да

RT дЬр

р да RT"dp~

(XVII, 36а)

Таким образом, зная зависимость поверхностного натяжения а нерастворяющей жидкости 1 от давления р пара компонента 2 над жидкостью, можно по этой формуле определить адсорбцию пара этого компонента.

На рис. XVII, 5 изображена измеренная зависимость поверхностного натяжения а на границе вода—пар от парциального давления р пара «-пентана при 15 °С и вычисленная из нее по

Рис. XVII, 5. Зависимость от парциального давления н-пентаиа

в газовой фазе:

а—поверхностного натяжения <з на границе вода — пар; б —адсорбции Гг н-пентана.

формуле Гиббса (XVII, 36а) изотерма адсорбции я-пентана на поверхности воды, т. е. зависимость Г2 от р. Вследствие слабого взаимодействия неполярного насыщенного углеводорода с водой (адсорбат—адсорбент) и относительно сильного взаимного притяжения между самими молекулами углеводорода (адсорбат—адсорбат) эта изотерма вогнута (см. выше стр. 455 и 456).

2) Адсорбция на поверхности жидкости растворенного в ией вещества. Если второй компонент растворяется в объемной фазе первого, например низкомолекулярный спирт в воде, химический потенциал воды изменяется. Однако и в этом случае также можно пользоваться вместо полной формулы (XVII, 35) сокращенной формулой Гиббса (XVII, 36), если выбрать положение поверхности s, относительно которой определяются величины адсорбции, так, чтобы величина адсорбции самого растворителя была равна нулю (^=0). Этого можно добиться, перемещая поверхность s в сторону фазы I или фазы II до тех пор, пока положительный избыток компонента 1 по одну сторону поверхности s не будет точно компенсировать отрицательный его избыток по другую сторону. Тогда

— do^Tpdpi (XVII, 37)

где верхний индекс'1' у величины Г2 указывает на выбор положения поверхности, при котором Г1=0. Такой выбор представляет известные неудобства, так как при увеличении концентрации с2 компонента 2 в объемной фазе положение поверхности, для которой Г^О, изменяется. Однако в области небольших концентраций сг объемного раствора это изменение невелико, так что для сильно адсорбирующихся веществ положение поверхности, для кото

страница 173
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229

Скачать книгу "Курс физической химии. Том I" (6.03Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
s55802-y114
http://taxiru.ru/shashki-dlya-taxi-all/
гкд билеты
детский матрас 160*80

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(13.12.2017)