Презентация на тему "Поверхностные явления и адсорбция"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Поверхностные явления и адсорбция

• 
  Слайд 2
  

  Поверхностные явления – совокупность явлений и процессов на границе раздела фаз, обусловленных свойствами поверхности.

• 
  Слайд 3

  Граница раздела фаз

  Реальная или воображаемая область пространства, пересечение которой приводит к резкому изменению физических и химических свойств Фаза 2 Фаза 1 ρ1 Поверхностные фазы ρ2 ρ

• 
  Слайд 4

  Классификация поверхностей раздела

• 
  Слайд 5

  Поверхностный слой избыточная поверхностная энергия

  Молекулы, атомы, ионы, находящиеся на поверхности раздела фаз, не равноценны по своему положению тем же частицам, находящимся в глубине фазы.

• 
  Слайд 6
  

  избыток энергии – поверхностная энергия Гиббса (Gs) – термодинамическая функция, характеризующая энергию межмолекулярного взаимодействия частиц на поверхности раздела с частицами каждой из граничащих фаз. Поверхностная энергия Гиббса пропорциональна площади поверхности раздела фаз (S): Gs =  ∙ S где  - коэффициент поверхностного натяжения (удельная поверхностная энергия).

• 
  Слайд 7
  

  самопроизвольные поверхностные явления с уменьшением поверхностной энергии (Δ Gs

• 
  Слайд 8
  

  Факторы, влияющие на адсорбцию. 1)Температура; 2) Природа соприкасающихся фаз; 3) Природа растворенного вещества 4) Концентрация Правило Дюкло-Траубе: В гомологических рядах адсорбция увеличивается в 3 – 3,5 раза (при малых концентрациях) на каждую группу СН2.

• 
  Слайд 9

  Подвижная граница раздела

  Мерой адсорбции на подвижной границе раздела фаз служит величина адсорбции Г («гамма»), которая выражается количеством (в моль) растворенного вещества, приходящимся на единицу площади поверхности; единицы измерения моль/м2. Связь между величиной адсорбции и коэффициентом поверхностного натяжения устанавливает уравнение Гиббса: где ср– равновесная концентрация адсорбата в данном интервале концентраций; R – универсальная газовая постоянная 8,31 Нּм /(мольּК); Т – температура, К.

• 
  Слайд 10
  

  Отношение -dσ/dc называется поверхностной активностью (обозначается g): Поверхностная активность – это способность вещества изменять величину поверхностного натяжения.

• 
  Слайд 11

  Поверхностно-активные вещества

  Вещества, понижающие поверхностное натяжение воды, называются поверхностно-активными веществами (ПАВ)

• 
  Слайд 12
  
• 
  Слайд 13

  Зависимости поверхностного натяжения растворов от концентрации

  1 – поверхностно-активных , 2 – поверхностно-инактивных и 3 – поверхностно-неактивных веществ.

• 
  Слайд 14

  Изотерма адсорбции ПАВ.

• 
  Слайд 15
  

  где М – молярная масса ПАВ, ρ- плотность раствора ПАВ, NA – постоянная Авогадро.

• 
  Слайд 16

  . Адсорбция на неподвижной границе раздела фаз

  Изотерма адсорбции. Адсорбция на подвижной границе (Г) и неподвижной границе (а) количественно описывается уравнением Ленгмюра. Основные положения теории Ленгмюра: адсорбция происходит не на всей поверхности адсорбента, а только на активных центрах; каждый центр удерживает только одну молекулу адсорбата, при чем адсорбированные молекулы не взаимодействуют со свободными молекулами. Адсорбция – процесс обратимый. Процесс, обратный адсорбции называется десорбцией. Величина, равная отношению констант скоростей процессов десорбции и адсорбции, называется константа Ленгмюра (обозначается α)  

• 
  Слайд 17

  уравнение Ленгмюра

• 
  Слайд 18

  Нахождение численных значений констант в уравнении Лэнгмюра

  1/

• 
  Слайд 19

  Адсорбция сильных электролитов (ионная адсорбция).

  Чем выше заряд и радиус иона, тем лучше он адсорбируется (исключение составляет ион Н+). По способности к адсорбции ионы образуют лиотропные ряды: Катионы: Na+

• 
  Слайд 20

  избирательная адсорбция.

  В соответствии с правилом Панета-Фаянса: из раствора преимущественно адсорбируются ионы, которые входят в состав кристаллической решетки, или им изоморфные.

• 
  Слайд 21

  Хроматография

  Хроматография – физико-химический метод исследования, основанный на многократно повторяющихся процессах сорбции и десорбции между двумя фазами – подвижной и неподвижной.

• 
  Слайд 22

  По доминирующему механизму различают

  адсорбционную хроматографию; распределительную хроматографию (разделение основано на разнице в коэффициентах распределения вещества между двумя несмешивающимися жидкостями); ионообменную хроматографию (основана на различии в константах ионного обмена разделяемых ионов между раствором и ионитом); ситовую хроматографию (разделение веществ основано на разнице в размерах молекул, используют в основном для разделения белков и других высокомолекулярных соединений на фракции); хемосорбционную хроматографию. В зависимости от типа химической реакции в хемосорбционной хроматографии выделяют разновидности: а) осадочную хроматографию; б) редокс-хроматографию; в) лигандообменную хроматографию; г) биоспецифическую (аффинную) хроматографию.