ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Адсорбция ионогенных ПАВ на полярных сорбентах из "Адсорбция органических веществ из воды " Вид изотермы адсорбции ИПАВ на полярной поверхности оксидов металлов и оксида кремния определяется не только особенностями строения адсорбирующихся ионов, но также структурой и зарядом поверхности полярных адсорбентов, который в большой мере зависит от pH, поскольку ионы Н+ и ОН являются для этих адсорбентов потенциалообразующими. [c.131] Характерный тип изотермы адсорбции анионного ПАВ на положительно заряженном оксиде удобно проанализировать на примере адсорбции додецилсульфата натрия [116]. На кривой изотерму, представленной в билогарифмических координатах на рис. 4.9, более или менее четко можно установить четыре различающиеся области. При низких концентрациях равновесного раствора изотерма линейна и тангенс угла наклона прямой к оси концентраций практически равен единице. При равновесной концентрации раствора около 7,5-10 моль/л достигается плотность покрытия поверхности анионами ПАВ примерно 3 1б моль/м и на изотерме адсорбции появляется резкий переход от первой области ко второй. В этом интервале концентраций удельная адсорбция значительно возрастает. Вторая область изотермы заканчивается при равновесной концентрации раствора 2 10 моль/л, когда достигается плотность заполнения поверхности оксида алюминия 7 10 моль/м . На протяжении всей второй области изотерма также практически линейна. Далее достаточно четко видна третья область изотермы, которая имеет вид слабо выпуклой кривой и продолжается вплоть до достижения ККМ. Образование мицелл в растворе сопровождается трехмерной ассоциацией анионов додецилсульфата в адсорбционном слое, что приводит к новому резкому увеличению адсорбции, после чего наступает заключительная четвертая область изотермы. [c.131] Клименко и А. Е. Бартницким была предложена гипотеза, объясняющая такой характер адсорбции ионных ПАВ на одноименно заряженных оксидных адсорбентах. При высокой концентрации зарядов на поверхности оксида адсорбция заряженных ионов ПАВ из неассоциированных растворов осуществляется в результате дисперсионного взаимодействия их углеводородных радикалов с атомами поверхности адсорбента. При этом участки углеводородных цепей, наиболее удаленные от ионизированной группы, испытывают наименьшее противодействие, вызванное электростатическим отталкиванием одноименных зарядов иона и поверхности оксида. При достаточно длинной углеводородной цепи результирующая разность энергии притяжения и отталкивания на разных, концах иона ПАВ настолько велика, что время жизни в адсорбированном состоянии т неполярного конца цепеобразного иона и его участка, находящегося вблизи ионизированной группы, существенно разнятся. В итоге молекула, отрываясь от адсорбента, полярной группой осциллирует во всех возможных направленных вокруг ее закрепленного участка, экранируя площадь круга определенного радиуса. [c.134] Изменение рЙ среды, приводящее к уменьшению плотности заряда поверхности, уменьшает экранирование активных центров поверхности. В области pH, где происходит перезарядка поверхности оксида, электростатическое отталкивание ионов ПАВ от поверхности адсорбента исчезает. Осцилляция адсорбированных ионов, однако, сохраняется вследствие гидратации заряженной ионной функциональной группы иона ПАВ, и радиус осцилляции становится почти равным длине органического иона. [c.134] Так как изменение pH среды влияет на вклад электростати-, ческого отталкивания в суммарную энергию взаимодействия ионов ПАВ с оксидным адсорбентом, то и молярное уменьшение стандартной энергии Гиббса избирательной адсорбции ионов ПАВ из водного раствора на поверхности оксидов —AGa, и также должно зависеть от pH. Это иллюстрируют данные табл. 4.4. [c.134] Чем больше разность — (AGa —AGa, и), тем сильнее выражен максимум на изотермах адсорбции. Изменяя pH системы и тем самым —AGa,и, можно влиять на форму изотерм, адсорбции, изменяя ее от кривых с максимумом до кривых с монотонной зависимостью удельной адсорбции от концентрации растворов. Возможной причиной появления максимумов на изотерме адсорбции является конкуренция процессов распределения ионов ПАВ между поверхностью адсорбента и мицеллами, существующими в равновесном растворе. Чем выше заряд мицел 1Ы, тем больше неассоциированных ионов ПАВ может удерживаться в зоне двойного электрического слоя Гуи — Чепмена, образованного прбтивоионами мицеллы в растворе [129, с. 321—336, с. 347—358]. [c.135] Вернуться к основной статье