ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Изотерма адсорбции. Капиллярная конденсация из "Краткий курс физической химии Изд5" В подавляющем большинстве случаев (по крайней мере в тех системах, в которых не происходит образования соединений между компонентами) кривые, выражающие зависимость поверхностного натяжения на границе раздела раствор —газ от состава, имеют вид кривой 1 (рис. 129). Прибавление к данному веществу компонента, обладающего большим поверхностным натяжением, даже при сравнительно высоких концентрациях не вызывает значительного изменения поверхностного натяжения. Но прибавление соединений, обладающих в чистом состоянии значительно меньшим поверхностным натяжением, приводит, даже при малых концентрациях их, к сильному уменьшению поверхностного натяжения. Это происходит потому, что в поверхностном слое концентрация вещества, уменьшающего поверхностное натяжение, увеличивается по сравнению с концентрацией его в объеме раствора. Изменение содержания данного компонента в поверхностном слое по сравнению с содержанием его во внутренних слоях называется адсорбцией. [c.356] Различают положительную адсорбцию, когда содержание растворенного вещества в по-верхностом слое становится выше, чем во внутренних слоях раствора, и отрицательную — в обратных случаях. Вещества, сильно уменьшающие поверхностное натяжение растворителя, называются поверхностно-активными веществами. Мерой поверхностной активности обычно принимают йа1йс)т. При повышении температуры усиливается тепловое движение молекул и, следовательно, уменьшается адсорбция. [c.356] Наряду с рассмотренным типичным случаем зависимости поверхностного натяжения от состава известны сравнительно нередкие случаи, когда те или иные осложнения в структуре раствора (образование соединений между компонентами или др.) приводят к различным отклонениям, которые иллюстрируются кривыми 2, 3, и на рис. 129. [c.356] В полном согласии с изложенным ранее это уравнение показывает, что если а уменьшается с повышением концентрации, т. е. йа йс 0, то Г О и концентрация растворенного вещества в поверхностном слое выше, чем в самом растворе (положительная адсорбция). В противном случае, т.е. если йа1йс 0, то Г О и концентрация растворенного вещества в поверхностном слое меньше, чем в самом растворе (отрицательная адсорбция). [c.357] Основы статистической теории поверхностного натяжения растворов были даны А. А. Жуховицким. [c.357] Поверхностное натяжение жидкостей как чистых, так и растворов сильно влияет на величину капель при вытекании их из какого-нибудь отверстия и на величину пузырьков газа, пробульки-вающего через раствор. Вследствие этого поверхностное натяжение имеет существенное значение при промывке газа жидкостью или при насыщении газа ее парами и в других процессах. Кроме того, поверхностное натяжение жидкости играет важную роль в процессах, основанных на использовании особых свойств пен, как, например, в процессах флотации. [c.357] Процесс образования пены связан с сильным увеличением поверхности, что требует затраты работы этот процесс осуществляется тем легче, чем меньше поверхностное натяжение жидкости. Прибавление поверхностно-активных веществ должно в общем увеличивать способность жидкости к пенообразованпю. Правда, образованию устойчивых пей благоприятствуют также и увеличение вязкости жидкости, уменьшение летучести ее, а также и механическая прочность пены. Последняя зависит в свою очередь от явления поверхностной ориентации молекул. [c.357] Флотацией называется метод обогащения и разделения руд путем обработки нх в тонко измельченном состоянии водой, к которой прибавлено небольшое количество специальяых реагентов. Обогащение основано ва том, что частицы руд (например сульфидов металлов) являются гидрофобными, а частицы породы (силикатов, карбонатов) — гидрофильными, они хорошо смачиваются водой и тонут, а частицы руд смачиваются плохо. [c.358] Если сильно вспенить воду струей воздуха или другим путем, то частицы руды увлекаются поверхностью пузырьков пены и уносятся вместе с пеной в специальный отстойник. В этих процессах нашли широкое применение различные добавки, влияющие на способч ность к ценообразованию или адсорбирующиеся частицами и изменяющие их смачиваемость. [c.358] На поверхности, образующейся между двумя жидкостями, не смешивающимися между собой или обладающими ограниченней взаимной растворимостью, существуют соотношения, аналогичные рассмотренным. Поверхностное натяжение на поверхности раздела между двумя жидкостями обычно значительно меньше, чем на поверхности раздела между жидкостью и газом. Но и в этом случае действуют силы, стремящиеся уменьшить изобарный потен циал как путем уменьшения поверхности, так и путем понижения поверхностного натяжения, что происходит в результате адсорбции соответствующих компонентов в поверхностном слое. Это имеет место и в системе из двух компонентов, и при растворении в ния третьего вещества (рис. 131). Все эти явления приобретают боль шое значение в случае тонкого диспергирования одной жидкости в другой, в особенности в коллоидных системах, в связи с огромным увеличением поверхности. [c.358] Во многих системах, согласно опытным данным, на поверхности раздела двух фаз адсорбируются преимущественно те вещества, которые по своей полярности занимают промежуточное место между веществами, образующими эти фазы. Так, спирт хорошо адсорбируется на поверхности раздела вода — воздух и слабо на поверхности раздела металл — вода. Наоборот, ионы солей адсорбируются на металлах, но не адсорбируются на поверхности раздела вода— воздух. [c.359] Очевидно, что при прочих одинаковых условиях для данного адсорбирующего тела и данного адсорбируемого газа количество адсорбируемого вещества будет возрастать по мере уве- кичения адсорбирующей поверхности. Таким образом, для того чтобы достигнуть большого адсорбционного эффекта, необходимо иметь возможно большую поверхность адсорбента. Хорошими адсорбентами. могут быть поэтому только такие материалы, которые обладают сильно развитой поверхностью, что свойственно или веществам, имеющим сильно пористую, губчатую, структуру, или веществам, находящимся в состоянии тонкого измельчения (высо-кодйсперсным). [c.359] Кроме активных углей, в качестве адсорбентов применяются для различных целей также и некоторые другие вещества, большей частью сильно пористые или высокодисперсные, как, например, гель кремневой кислоты (силикагель), глинозем, каолин, некоторые алюмосиликаты. [c.360] С повышением давления газа, как правило, увеличивается адсорбируемое количество его. Однако на разных участках адсорбционной изотермы это влияние сказывается неодинаково. В особенности сильно оно проявляется в области низких давлений (участок I изотермы), где адсорбируемое количество газа прямо пропорционально его давлению. [c.360] Уравнение это не отражает тех особенностей адсорбционной изотермы в области низких и в области высоких давлений, которые мы отмечали выше, но для обширной области промежуточных давлений оно хорошо согласуется с опытными данными. [c.361] представляет собой уравнение прямой в графике, выражающем зависимость lga от lgp, и, как всякая прямая, требует для своего определения всего лишь двух точек. [c.362] Вернуться к основной статье