химический каталог




Курс коллоидной химии

Автор С.С.Воюцкий

рма по своей форме HanoMHHaet изотерму рУ const для идеального трехмерного газа. Кривая 2 была получена для миристиновой кислоты С13Н27СООН, которая способна давать и газообразные и конденсированные пленки. В этом случае после достижения известной степени сжатия пленки (определенной площади, приходящейся на одну молекулу) давление перестает увеличиваться и кривая на некотором участке идет параллельно оси абсцисс. Наличие этого участка, аналогичного подобному участку на изотерме р, V для реального трехмерного газа, указывает на конденсацию двухмерного газа и отвечает наличию равновесия между двумя поверхностными фазами — газообразной пленкой и островками конденсированной пленки.

Интересно отметить, что наблюдаемое максимальное давление двухмерного газа при его конденсации, равное примерно 0,4 дин/см, может показаться весьма малым. Однако это не так. Следует учесть, что молекулы двухмерного газа лежат «плашмя» и толщина поверхностной пленки составляет всего около 4,5 А. Соответствующий расчет показывает, что поверхностное давление в 0,4 дин/см примерно соответствует 8,7-106 дин/см2, или 8,5 атм. Это значение уже довольно близко к критическому давлению для обычных жидкостей.

При дальнейшем сжатии пленки, когда «островки» приближаются вплотную друг к другу и двухмерный газ между ними исчезает, давление снова резко увеличивается. Наконец, при сравнительно высоких давлениях оно достигает определенного предела и уже не изменяется (на рис. V, 6 этот участок не показан). Этот предел соответствует давлению, при котором пленка разрушается.

При этом отдельные обломки пленки наползают друг на друга, как льдины во время ледохода, и на поверхности воды образуется уже полимолекулярный слой поверхностно-активного вещества.

Кривая 3 относится к пальмитиновой кислоте CisHaiCOOH, обладающей большим молекулярным весом. Эта кислота из-за сильного взаимодействия между длинными углеводородными радикалами при обычной температуре образует только конденсированные пленки. Если такой пленке предоставлена достаточно большая поверхность, то на остальной поверхности жидкости, не занятой пленкой, конечно, находится двухмерный газ, но давление его настолько мало, что его трудно измерить. При достаточном сжатии подобных пленок наблюдается внезапное резкое возрастание давления, отвечающее тому, что вся поверхность воды покрывается конденсированной пленкой. Дальнейшее сжатие пленки приводит к ее разрушению аналогично разрушению пленки из ми-ристиновой кислоты.

Установление зависимости между поверхностным давлением и площадью, занимаемой молекулой, позволяет не только найти связь между природой поверхностно-активного вещества и характером образующейся пленки, но и выяснить влияние температуры на строение пленки. Опыт показал, что по мере повышения температуры сначала в пленке преодолеваются молекулярные силы между углеводородными радикалами и пленка может стать растянутой, затем пленка превращается в газообразную.

Все сказанное об ориентации молекул поверхностно-активного вещества на границе вода — воздух относилось к пленкам, полученным из дифильных молекул, очень мало растворимых в воде. Однако это же относится и к поверхностным пленкам растворимых веществ, образованных в результате адсорбции их молекул. Необ-, ходимо лишь помнить, что между количеством веществ на поверхности и в объеме всегда устанавливается известное равновесие. Кроме того, следует учесть, что поверхностные пленки растворимых поверхностно-активных веществ, благодаря сравнительно, небольшой длине углеводородных радикалов их молекул, почти всегда бывают газообразными.

По зависимости поверхностного давления от площади пленки в кювете весов Ленгмюра можно определить размер и форму молекул, образующих'пленку. В некоторых случаях подобные исследования позволили уточнить строение молекул, до этого остававшееся неясным. Именно с помощью этого метода выяснено строение ряда эфиров высокомолекулярных спиртов и других органических соединений.

Рассмотрим, как можно определить указанным способом размер и форму дифильных молекул нерастворимых в воде веществ. Согласно сказанному выше, резкий подъем изотермы давление — площадь пленки отвечает образованию плотно упакованного слоя молекул, ориентированных перпендикулярно поверхности воды. Соответствующий перегиб кривой позволяет найти площадь so, при

ходящуюся на одну молекулу, расположенную в вертикальном (по отношению к плос! сти воды) положении:

NkmjM NAm/Ms TKaKCNA

(V.28)

равен б. С другой стороны, объем этого же слоя равен ГмаксУмол (где УМол — мольный объем). Поэтому

3 =* Гмакс^мол = ГмаксМ/Р ( V, 3 i)

где р — плотность адсорбированного вещества.

Ясно, что значение б в гомологическом ряду должно правильно возрастать с увеличением длины цепи. И действительно, опыт показал, что при удлинении алифатической цепи на группу СНг б возрастает на 1,43 А. Рентгенографически установленное расстояние между двумя атомами углерода в углеводородной цепи, где валентные связи расположены под углом 109°28', равно по прямой, соединяющей оба атома, 1,54 А, а по вертикали—1,26 А.

Несовпадение последнего значения со значением 1,43 А объясняется, вероятно, теми же причинами, что и несовпадение значений So, определенных с помощью весов Ленгмюра и рентгеногра* фически.

ГЛАВА VI

АДСОРБЦИЯ НА ГРАНИЦЕ ТВЕРДОЕ ТЕЛО — РАСТВОР

Адсорбция из раствора на твердой поверхности, пожалуй, наиболее важна для коллоидной химии, так" как именно она лежит в основе таких важнейших явлений, как образование и разрушение лиозолей, а также их устойчивость.

Адсорбция на границе твердое тело — раствор в общем сходна с адсорбцией на поверхности твердое тело — газ, но в первом случае явление сильно усложняется наличием третьего компонента — среды (растворителя), молекулы которого могут также адсорбироваться на поверхности адсорбента и, следовательно, являться конкурентами молекул адсорбтива. Таким образом, адсорбция этого вида является всегда адсорбцией из смеси. Кроме того, адсорбция на границе раздела твердое тело — раствор всегда усложняется взаимодействием молекул адсорбтива с молекулами среды.

При рассмотрении адсорбции из раствора на твердом теле принято различать два случая: адсорбцию неэлектролитов, когда адсорбируются молекулы адсорбтива, и адсорбцию электролитов, когда избирательно адсорбируется один из ионов электролита.

1. МОЛЕКУЛЯРНАЯ АДСОРБЦИЯ ИЗ РАСТВОРОВ

Количество вещества а, молекулярно адсорбированное 1 г адсорбента из раствора, обычно вычисляют по уравнению:

a==siЈiHЈilZ_iooo (VI, 1)

т

где с0 и й — начальная и равновесная концентрации адсорбтива, моль/л; V — объем раствора, из которого происходит адсорбция, л; т — масса адсорбента, г? 1000—переводной множитель (для перевода измеряемой величины в ммоль/г).

Иногда, когда известна удельная поверхность адсорбента, величину адсорбции относят к единице поверхности (обычно к 1 см2).

Зависимость молекулярной равновесной адсорбции из раствора на твердом теле от концентрации адсорбтива характеризуется обычной изотермой

страница 45
< 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

Скачать книгу "Курс коллоидной химии" (4.52Mb)


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

 

 

Реклама
Арсенал Массив сосны купить
Выгодные предложения в KNS: HP J9F48A - федеральный мегамаркет офисной техники.
купить наклейки на хоккейный шлем
мэнсон 2017

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
(27.06.2017)