Правило уравнивания полярностей

Тема 2.3.3. Адсорбция на границе «твердое тело – жидкость». Молекулярная адсорбция. Правило выравнивания полярностей Ребиндера

В отличие отрассмотренного случая «газ — твердоетело», адсорбция жидкостей сильноусложняется наличием третьего компонента- растворителя, молекулы которого могуттакже адсорбироваться на поверхностиадсорбента и, следовательно, являютсяконкурентами молекул адсорбата.

Такимобразом, адсорбция этого вида всегдаявляется адсорбцией из смеси. Кромеэтого, адсорбция на границе «твердоетело-раствор» всегда осложняетсявзаимодействием молекул адсорбтива смолекулами среды.

При рассмотренииадсорбции из раствора на твердом телепринято различать два случая.

1. Адсорбция неэлектролитов или молекулярная адсорбция.

2. Адсорбция электролитов.

Зависимостьмолекулярной равновесной адсорбции израствора на твердое тело характеризуетсяобычной изотермой адсорбции, а длядостаточно разбавленных растворовхорошо описывается эмпирическимуравнением Фрейндлиха-Ленгмюра–Либиха.Использование уравнений Ленгмюра иГиббса затруднено из-за сложностиопределения поверхностного натяжения.

Приадсорбции из раствора молекулы адсорбатаи среды являются конкурентами. И чемхуже адсорбируется среда, тем лучшеадсорбируется адсорбат. Исходя из того,что поверхностное натяжение для ПАВмало, можно считать, что чем большеповерхностное натяжение самой среды,тем меньше ее молекулы способны кадсорбции.

Поэтому адсорбция на твердомтеле обычно лучше идет из водных растворови хуже из растворов органических веществ,имеющих относительно небольшоеповерхностное натяжение.

Сувеличением длины молекул адсорбатавыше определенного критического значенияиз-за невозможности молекулы адсорбатапроникнуть внутрь пор адсорбция сувеличением молекулярной массы адсорбтивападает.

Правиловыравнивания полярностей Ребиндера:вещество может адсорбироваться наповерхности раздела фаз в том случае,если его адсорбция приводит к выравниваниюполярностей этих фаз, т.епо полярности это вещество должнозанимать промежуточное положение междувеществами, составляющими эти фазы.

Если надо провестиадсорбцию компонента из жидкой фазы,необходимо, чтобы полярность адсорбентаи раствора резко отличались друг отдруга. Чем хуже растворимо вещество врастворителе, тем лучше оно будетадсорбироваться.

Критериемпригодности растворителя в качествесреды для адсорбции является теплотасмачивания этим растворителем адсорбента.

Разность полярностей на второй границераздела всегда меньше, чем на первой,поэтому Е1>E2иQ>0.

Чем больше Q,тем интенсивнее взаимодействиерастворителя с адсорбентом и тем,следовательно, худшей средой дляадсорбции он является.

Тема 2.4.1. Понятие когезии и адгезии. Смачивание и растекание. Работа адгезии и когезии. Уравнение Дюпре. Краевой угол смачивания. Закон Юнга. Гидрофобные и гидрофильные поверхности

В гетерогенныхсистемах различают межмолекулярноевзаимодействие внутри фаз и между ними.

Когезия— притяжение атомов и молекул внутриотдельной фазы.Она определяет существование веществав конденсированном состоянии и можетбыть обусловлена межмолекулярными имежатомными силами. Понятие адгезии,смачиванияи растеканияотносятся к межфазным взаимодействиям.

Адгезияобеспечивает между двумя теламисоединение определенной прочностиблагодаря физическим и химическиммежмолекулярными силами. Рассмотримхарактеристики когезионного процесса.

Работа когезииопределяется затратой энергии наобратимый процесс разрыва тела посечению равной единице площади: Wk=2,где Wk— работакогезии; -поверхностное натяжение

Таккак при разрыве образуется поверхностьв две параллельные площади, то в уравнениипоявляется коэффициент 2. Когезияотражает межмолекулярное взаимодействиевнутри гомогеннойфазы,то ее можно охарактеризовать такимипараметрами как энергия кристаллическойрешетки, внутреннее давление, летучесть,температура кипения.

Адгезия — результатстремления системы к уменьшениюповерхностной энергии. Работа адгезиихарактеризуется работой обратимогоразрыва адгезионной связи, отнесеннойк единице площади. Она измеряется в техже единицах, что и поверхностноенатяжение.

Полная работа адгезии,приходящаяся на всю площадь контактател: Ws=WaS

Адгезия— работа по разрыву адсорбционных силс образованием новой поверхности в 1м2.

Будемсчитать, что фазы взаимно нерастворимы.При совмещении этих поверхностей, т.е.при нанесении одного вещества на другоепроисходит явление адгезии, т.к. системастала двухфазной, то появляется межфазноенатяжение 23.В результате первоначальная энергияГиббса системы снижается на величину,равную работе адгезии:

G+ Wa=0,Wa=- G.

Изменение энергииГиббса системы в процессе адгезии:

;

Gнач.=31+ 21;

Gкон= 23;

.

-уравнениеДюпре.

Оно отражает законсохранения энергии при адгезии. Из негоследует, что работа адгезии тем больше,чем больше поверхностные натяженияисходных компонентов и чем меньшеконечное межфазное натяжение.

Межфазное натяжениестанет равно 0, когда исчезнет межфазнаяповерхность, что происходит при полномрастворении фаз

Учитывая,что Wk=2,и умножая правую часть на дробь ,получим:

гдеWk2,Wk3— работакогезии фаз 2 и 3.

Такимобразом, условие растворения состоитв том, что работа адгезии междувзаимодействующими телами должна бытьравна или больше среднего значениясуммы работ когезии. От работы когезиинадо отличать адгезионную прочностьWп.

Wп– работа,затраченная на разрушение адгезионногосоединения.Эта величина отличается тем, что в неевходит как работа разрыва межмолекулярныхсвязей Wa,так и работа, затраченная на деформациюкомпонентов адгезионного соединенияWдеф:

Wп= Wa+ Wдеф.

Чем прочнееадгезионное соединение, тем большейдеформации будут подвергаться компонентысистемы в процессе его разрушения.Работа деформации может превышатьобратимую работу адгезии в несколькораз.

Смачивание- поверхностноеявление, заключающееся во взаимодействиижидкого с твердым или другим жидкимтелом при наличии одновременногоконтакта трех несмешивающихся фаз, однаиз которых обычно является газом.

Степень смачиваемостихарактеризуется безразмерной величинойкосинуса краевого угла смачивания илипросто краевого угла. При наличии каплижидкости на поверхности жидкой илитвердой фазы наблюдаются два процессапри условии, что фазы взаимно нерастворимы.

1. Жидкость остается на поверхности другой фазы в виде капли.

2. Капля растекается по поверхности.

Нарис. 2.4.1.2 показана капля на поверхноститвердого тела в условиях равновесия.Поверхностная энергия твердого тела,стремясь к уменьшению, растягиваеткаплю по поверхности и равна 31.Межфазная энергия на границе твердоетело — жидкость стремится сжать каплю,т.е. поверхностная энергия уменьшаетсяза счет уменьшения площади поверхности.

Растеканию препятствуют когезионныесилы, действующие внутри капли. Действиекогезионных сил направлено от границымежду жидкой, твердой и газообразнойфазами по касательной к сферическойповерхности капли и равно 21.

Угол (тетта), образованный касательной кмежфазным поверхностям, ограничивающимсмачивающую жидкость, имеет вершину награнице раздела трех фаз и называетсякраевымуглом смачиваемости.При равновесии устанавливается следующеесоотношение

—закон Юнга.

Еслиcos> 0, то поверхность хорошо смачиваетсяэтой жидкостью, если cos< 0, то жидкость плохо смачивает этотело (кварц – вода – воздух: угол = 0; «тефлон – вода – воздух»: угол = 1080).С точки зрения смачиваемости различаютгидрофильные и гидрофобные поверхности.

Если0< угол 90,то поверхность гидрофобная. Удобнаядля расчета величины работы адгезииформула получается в результате сочетанияформулы Дюпре и закона Юнга:

;

;

—уравнениеДюпре-Юнга.

Из этого уравнениявидна разница между явлениями адгезиии смачиваемости. Разделив обе части на2, получим

.

Таккак смачивание количественнохарактеризуется cos,то в соответствии с уравнением оноопределяется отношением работы адгезиик работе когезии для смачивающейжидкости. Различие между адгезией исмачиванием в том, что смачивание имеетместо при наличии контакта трех фаз. Изпоследнего уравнения можно сделатьследующие выводы:

1.При =0 cos= 1, Wa=Wk.

2.При = 900cos= 0, Wa=Wk/2.

3.При =1800cos= -1, Wa=0.

Последнее соотношениене реализуется.

Правило уравнивания полярностей

Gнач.= 31+ 21;

Gкон = 23;

.

– уравнение Дюпре.

Оно отражает закон сохранения энергии при адгезии. Из него следует, что работа адгезии тем больше, чем больше поверхностные натяжения исходных компонентов и чем меньше конечное межфазное натяжение.

Межфазное натяжение станет равно 0, когда исчезнет межфазная поверхность, что происходит при полном растворении фаз

Учитывая, что Wk=2, и умножая правую часть на дробь , получим:

где Wk2,Wk3- работа когезии фаз 2 и 3.

Таким образом, условие растворения состоит в том, что работа адгезии между взаимодействующими телами должна быть равна или больше среднего значения суммы работ когезии.

• Правило уравнивания полярностей ребиндера
• Правило уравнивания полярностей
• Правило выравнивания полярностей
• Правило выравнивания полярностей фаз
• Правило уравнивания полярностей ребиндера пример
• Сформулируйте правило уравнивания полярностей ребиндера
• Что описывает правило уравнивания полярностей фаз
• Адсорбция из растворов правило уравнивания полярностей ребиндера
• Правило выравнивания полярностей ребиндера
• Правило выравнивания полярностей шилова
• Правило выравнивания полярностей ребиндсра для адсорбции из растворов на твёрдых адсорбентах
• Правило выравнивания полярностей избирательная адсорбция значение адсорбционных процессов
• Правило выравнивания полярностей избирательная адсорбция
• Смысл правила уравнивания полярностей ребиндера

В зави­симости от способа перекрывания и симметрии образующегося облака различают:

· σ-,

· π-,

· δ- связи

Схемы перекрывания орбиталей при образовании σ-, π-, δ- связей:

σ-связи π-связи δ- связи

Сигма-связь (σ)осуществляется при перекрывании облаков вдоль линии соединения атомов.

Пи-связь (π) возникает при перекрывании электрон­ных облаков по обе стороны от линии соединения атомов.

Дельта-связь (δ) обязана перекрыванию всех четырех лопастей (d-электронных облаков, расположенных в параллельных плоскостях.

Анилин адсорбируется несколько хуже фенола, но их коэффициенты разделения небольшие. Это объясняется тем, что полярности фенола и анилина близки и значительно меньше, чем полярность нитроанилина, который поэтому сильнее удерживается водной фа-зой и меньше – неполярной поверхностью активного угля. [4]

Хорошей иллюстрацией правила уравнивания полярностей является адсорбция органических соединений на углях. Изотермы адсорбции, представленные на рис.

Правило выравнивания полярностей

Важно

Различают:

Непористые сорбенты – обладают большой наружной поверхностью. Это высокодисперсные порошки – углеродная сажа, высокодисперсный кремнезем – белая сажа. Площадь их поверхности огромна – от несколько десятков до несколько сотен и тысяч квадратных метров на 1гр.

вещества содержит до 1016 частиц в 1гр. вещества.

Пористые сорбенты – крупнодисперсные частицы, гранулы и т.д. Они имеют разветвленную внутреннюю поверхность. Это угольные сорбенты, силикагели, алюмосиликаты.

Адсорбция газов и паров на поверхности твердых тел тоже происходит в результате уменьшения свободной поверхностной энергии. Ввиду трудности измерения поверхностного натяжения твердых тел, об адсорбции на них судят, непосредственно опре­деляя количество адсорбированного вещества.
Последнее тем больше, чем больше поверхность адсорбента.

Правило выравнивания полярностей фаз

В современной промышленности пленки используют для нанесения на поверхность водоемов с целью предотвращения их высыхания.

Опыты показывают, что количество растворенного при этом кислорода не изменяется, а следовательно, значительных нарушений существования флоры и фауны происходить не может.

Образование пленок на поверхности твердых тел играет большую роль в процессах, связанных с трением.

51. Адсорбция ПАВ из растворов на поверхности твердых тел. Правило уравнивания полярностей Ребиндера

Как известно, на адсорбцию из растворов сильно влияют полярность и пористость используемого адсорбента.
Неполярные адсорбенты, как правило, способны лучше адсорбировать неполярные адсорбтивы, а соответственно, полярные адсорбенты – полярные адсорбтивы. Влияние пористости адсорбента прежде всего зависит от соотношения размеров молекул.

Г

Уравнивание и выравнивание потенциалов: их отличие и разность, разновидности системы

При выполнении проектов систем энергоснабжения для различных строений большое внимание уделяется безопасности.

Все пользуются электроприборами и знают, какую опасность несёт оголённый провод, что такое изоляция, заземление. А с таким понятием, как уравнивание и выравнивание потенциалов, и в чём их отличие знаком не каждый.

Нужно иметь хотя бы элементарное представление об этом для сохранения своей жизни и безопасности.

Каждый проводник имеет свой не представляющий опасности электрический потенциал. Угроза заключается именно в разности потенциалов между двумя металлическими изделиями, и чем разница больше, тем больше вероятность получения удара электротоком.

Для этого и создана специальная система уравнивания потенциалов. Обычно в квартирах от поражения током предусматривается такой способ защиты, но не всегда он срабатывает, особенно в старых многоэтажных постройках.

Для того чтобы объяснить доходчиво об уравнивании потенциалов, можно воспользоваться таким примером.

У металлической поверхности холодильника и водопроводной трубы, находящейся поблизости, существуют свои потенциальные показатели, один из которых больше другого, а разница потенциалов, как известно, и есть напряжение.

При одновременном случайном касании этих предметов может возникнуть опасная ситуация, так как человек в этом случае является проводником от большего потенциала к меньшему. Все трубы связаны между собой общедомовой системой коммуникации.

Многие думают, что такое напряжение не страшно для человека, так как к объектам нет подключения фазы. Но случается такое, что в вентиляционном коробе может возникнуть опасный электрический потенциал.

Для большей убедительности можно привести пример с электроприбором, например, с бытовой розеткой на 220 вольт. Фазный контакт обладает потенциалом в 220 в, а нулевой — 0 в, разница 220 в.

Если человек возьмётся за оба контакта, то даже при высоком сопротивлении тела под действием силы тока исход будет трагическим.

Ситуации, возникающие на практике

То же самое происходит в быту. На электрическом приборе может возникнуть фаза из-за повреждения изоляции, наличия влаги в контактной группе, выхода из строя блока питания. Если прикоснуться к прибору, находящемуся под напряжением, и одновременно к металлическому объекту в помещении, связанному с землёй (например, к трубопроводу), может возникнуть удар током.

При грамотном подключении электрического прибора к заземлению происходит замыкание на корпусе, срабатывает автоматическая защита, разъединяющая цепь. При этом отсутствует опасность поражения электричеством, следовательно помещение оборудовано системой энергообеспечения по нормам Правил устройства электроустановок (ПУЭ).

Может возникнуть ещё такая ситуация. Один из соседей по подъезду подсоединил к радиатору нулевой провод (возможно, от неграмотности, а может быть с целью отмотать показания на электрическом счётчике).

На отопительной системе возник потенциал, грозящий опасностью, от 50 до 220 вольт. По теории напряжение должно остаться в земле, где проложены стальные трубы.

Но если между какой-нибудь квартирой и подвальным помещением часть трубопровода была заменена на пластик, произойдёт размыкание проводника.

Полотенцесушитель в ванной комнате приобрёл потенциал, например, в 150 вольт. Во время прикосновения к нему и к заземлённой стиральной машине возникнет та же разница потенциалов, которая опасна для жизни. Проблема заключается не в электроприборе, а в полотенцесушителе, который находится под напряжением.

Вот ещё пример. В стене квартиры проходит силовой провод, а рядом проложен водопровод. Под нагрузкой (при включении бойлера или электродуховки) в трубопроводе может возникнуть ЭДС (электродвижущая сила).

Поток воды при этом заряжается потенциалом до 50 вольт. Возможно, это неопасное для жизни напряжение, но прикасаясь к смесителю, находящемуся на кухне, можно ощутить уколы электрического тока.

Факторы, предопределяющие разницу

Все приборы, которые производят электроэнергию, имеют нулевое соединение с физическим грунтом. Это значит, что существует разница потенциалов между фазным проводом и «землёй», которая равна напряжению фазы. Явление разности потенциала может быть вызвано многими факторами:

• локальными авариями электрооборудования;
• статическим электричеством;
• естественным электрическим потенциалом;
• блуждающими токами;
• токами, связанными с электрохимической коррозией.

Локальные аварии электрического оборудования сопровождаются: обрывами электрических проводов, частичными пробоями изоляционных подземных кабелей, неисправностью электрооборудования, находящегося в квартире.

Сантехническая арматура, которая подключена к полихлорвиниловым трубам, может иметь статический заряд из-за постоянного движение воды по ним.

Акриловое покрытие ванн или других ёмкостей накапливает заряд электричества на их поверхностях.

Естественным электрическим потенциалом наделено всё, что находится на земле, а также в её атмосфере, так как земная оболочка имеет отрицательный потенциал, а свод неба — положительный. Чем выше находится физическое тело, тем больше значение его потенциала, например, на высоте 2 м показатель достигает 110 вольт.

Если система состоит из труб, изготовленных из разных материалов, могут образоваться токи электрохимической коррозии. Они не опасны для человека, но разрушают водопровод и запорную арматуру. При подключении стального полотенцесушителя к линии труб, изготовленных из чёрного металла, со временем в их соединениях образуется течь из-за ослабления резьбы.

Разновидности системы

Чтобы не возникали подобные опасные ситуации, разработаны правила устройства электроустановок (ПУЭ), предусматривающие две разновидности системы уравнивания потенциалов, основную (ОСУП) и дополнительную (ДСУП). Первая считается главной и состоит из таких элементов:

• заземлителя;
• главной заземляющей шины уравнивания потенциалов, находящейся на вводе в здание;
• металлической арматуры жилого многоэтажного дома;
• вентиляционных коробов;
• металлических водопроводов;
• защитных элементов от молнии.

При объединении этих элементов можно было бы не опасаться разных потенциалов, но это в прошлом. В последние годы жильцы квартир всё чаще прибегают к замене металлических трубопроводов на пластиковые (полипропиленовые). В результате пластиком разрывается цепь защиты, возникает разница потенциалов, например, в ванной комнате между трубопроводом и полотенцесушителем.

Существует ещё один недостаток в применении только ОСУП. В многоэтажном доме линия трубопровода имеет большую протяжённость, и электрический потенциал её на 1 и на 14 этажах разный. Это опять же создаёт опасную ситуацию.

Чтобы исключить такие ситуации, необходимо изготовление дополнительной системы уравнивания, которая будет функционировать в каждой квартире. ДСУП устраивается в ванной комнате и состоит из таких элементов:

• корпуса ванны или душевой кабины;
• полотенцесушителя;
• водопроводных и газовых труб;
• канализации;
• вентиляции, если металлический короб выходит в комнату.

К каждому элементу системы должен быть подключён отдельный одножильный провод, другой конец которого подключается к коробке уравнивания потенциалов (КУП). Следует знать определённые требования, предъявляемые ПУЭ к дополнительной системе, по которым запрещено:

• подключать объекты ДСУП шлейфом;
• обустраивать вспомогательную СУП, если в квартире отсутствует заземляющий контур (выполненный по ТN-С);
• разрывать цепь системы по всей длине от клеммной коробки до щитка квартиры, а также включать в неё любую коммутационную аппаратуру.

Такая защитная мера необходима, учитывая большое количество проводников, находящихся в жилых домах. Кроме трубопроводов холодной и горячей воды, а также отопления, существуют ещё металлические трубы систем вентиляции, кондиционирования, молниезащиты. Уравнивание потенциала является необходимой мерой безопасности.

Уравнивание и выравнивание потенциалов

Определение уравнивания можно сформулировать как соединение металлических проводящих плоскостей электрооборудования (корпусов), а также проводящих других частей трубопроводов или металлоконструкций с целью достижения равенства потенциалов между ними для обеспечения безопасности в случае, например, повреждения изоляции. Выполняется уравнивание в электрических установках до 1 кВ.

Выравнивание потенциалов осуществляется способом снижения напряжения при касании и шага между двумя звеньями электроцепи, к которым одновременно может прикоснуться или где одновременно стоит человек.

Выполняется выравнивание при помощи соединения устройств из металла, которые находятся рядом с электроустановкой, её корпусом (уравнивание потенциалов), а также подготовки места растекания, с использованием заземляющего устройства. Заземляющая конструкция, которая изготавливается с учётом напряжения более 1 кВ, должна иметь сопротивление не ниже 0,5 Ом.

Электроустановки, имеющие напряжение больше чем 1 кВ и глухозаземлённую нейтраль, считаются устройствами с высокими показателями токов замыкания на землю. Сюда же относятся установки в 110 кВ и больше, в которых нейтрали находятся в изолированном или заземлённом состоянии посредством резисторов.

При помощи сокращения сопротивления заземляющей конструкции обеспечить безопасность работников на этих электрических установках невозможно из-за высоких показателей напряжения прикосновения и шага, возникших при замыканиях на землю (на корпуса и металлоконструкции электрических установок). Поэтому при выполнении заземления в этих устройствах необходимо применение выравнивания потенциалов.

Устройства для заземления

На территории расположения электроустановки изготавливается заземляющее устройство в виде контура, состоящего из электродов длиной 3−5 м. Они забиваются в грунт и соединяются между собой при помощи стальных полос.

Сооружение этой системы выполняется на глубине 0,6−0,7 м, имеет вид металлической сетки. Располагается в земле на территории, где размещено электрооборудование.

В условиях работы на электроустановках под напряжением, если нет возможности применять другие варианты защиты, используют изолирующие площадки с фарфоровыми ножками-изоляторами, являющимися надёжной изоляцией от земли. Стоя на такой площадке, человек может прикасаться к частям электрического устройства, находящегося под напряжением.

Здесь главное выполнять одно условие: стоя на изолирующей площадке, категорически запрещается касаться каких-либо элементов вышки, иначе ток от проводов пройдёт через человека и вышку на землю. Для безопасного подъёма на площадку изолируется звено лестницы.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Условием поверхностной активности компонента в соответствии с правилом уравнивания полярностей, сформулированным Ребиндером, является способность этого компонента скомпенсировать существующий на границе раздела скачок полярностей двух разнородных, взаимно ограниченно растворимых ( или практически нерастворимых) веществ. Рассмотрим теперь влияние ПАВ на избирательное смачивание гидрофобных твердых тел.

Адсорбция ПАВ из водных растворов в соответствии с правилом уравнивания полярностей в таких системах должна происходить в первую очередь на поверхности раздела фаз твердое тело — вода.

Вместе с тем должна происходить адсорбция ПАВ и на поверхности раздела вода — масло. Молекулы ПАВ в адсорбционном слое1 на гидрофобной твердой поверхности ориентированы углеводородными цепями в сторону подложки, а полярными группами — в сторону воды. По мере увеличения концентрации ПАВ в водном растворе растет

Процесс адсорбции идет в сторону уравнивания полярностей контактирующих фаз и тем лучше, чем больше первоначальная разность полярностей адсорбента и растворителя

Вспомним — подобное адсорбируется на подобном. При этом снижается нескомпенсированность сил в поверхностном слое.

В случае хемосорбции ПАВ указанная ориентация молекул может быть нарушена. Например, при хемосорбции жирных кислот из водных растворов на поверхности металлов наблюдается ориентация полярных групп в сторону металла и неполярных групп в сторону воды.

Это явление широко применяется в полиграфической технологии при изготовлении форм плоской печати. Н2О . неполярная пов. б) Правило Дюкло — Траубе: Адсорбция молекул ПАВ на поверхности адсорбента увеличивается при увеличении длины углеводородного радикала на одну группу —СН2— : При адсорбции из органических растворителей правило Траубе обращается.

Рис.

Тема 2.3.3. Адсорбция на границе «твердое тело – жидкость».

Молекулярная адсорбция. Правило выравнивания полярностей Ребиндера

Правило выравнивания полярностей Ребиндера: вещество может адсорбироваться на поверхности раздела фаз в том случае, если его адсорбция приводит к выравниванию полярностей этих фаз, т.

е по полярности это вещество должно занимать промежуточное положение между веществами, составляющими эти фазы.

Если надо провести адсорбцию компонента из жидкой фазы, необходимо, чтобы полярность адсорбента и раствора резко отличались друг от друга.

Чем хуже растворимо вещество в растворителе, тем лучше оно будет адсорбироваться. В гетерогенных системах различают межмолекулярное

Правило выравнивания полярностей (Ребиндер)

Зависимость поверхностного натяжения растворов при постоянной температуре от концентрации растворенного вещества называют изотермой поверхностного натяжения.

Растворенные вещества: или понижают поверхностное натяжение растворителя (σрр или повышают поверхностное натяжение растворителя (σрр или не влияют на величину по­верхностного натяжения растворителя (σрр=σо) (по отношению к воде поверхностно-неактивными веществами является сахароза и др.).

Молекулярная адсорбция правило ребиндера

Рис.

4.8 Ориентация молекул ПАВ на поверхности адсорбента Зависимость адсорбции от строения молекул адсорбата очень сложна, и вывести какие-либо закономерности довольно трудно. Молекулы многих органических веществ состоят из полярной (гидрофильной) и неполярной (гидрофобной) группировок, т.е.

являются поверхностно-активными веществами. Молекулы ПАВ при адсорбции на твердом адсорбенте ориентируются на его поверхности таким образом, чтобы полярная часть молекулы была обращена к полярной фазе, а неполярная – к неполярной.

Так, при адсорбции алифатических карбоновых кислот из водных растворов на неполярном адсорбенте – активированном угле – молекулы ориентируются углеводородными радикалами к адсорбенту; при адсорбции из бензола (неполярный растворитель) на полярном адсорбенте – силикагеле – ориентация молекул кислоты будет обратной (рис.

4.8). Адсорбция из растворов электролитов Адсорбция

Полимолекулярная адсорбция.

Капиллярная конденсация.

Учение о полимолекулярной адсорбции развивалось преимущественно с использованием двух под­хо­дов. Брунауэром, П. Эмметом и Э. Теллером (теория БЭТ).

В ней постулируется, что каждая молекула, адсорбированная в первом слое, является адсорбционным центром для молекул, образующих второй слой и т. д.

Теория позволила вывести уравнение, описывающее изотерму полимолекулярной адсорбции (уравнение БЭТ): Полимолекулярную адсорбцию можно рассматривать как конденсацию пара на поверхности адсорбента с образованием тончайшей (толщиной в несколько молекул) поверхностной плёнки, смачивающей поверхность.

Справочник химика 21

Из этой диаграммы видно, что на активном угле КАД анилин и нитроанилин, причем последний преимущественно остается в (кривые 1а и 16).

Анилин адсорбируется несколько хуже фенола, но их небольшие. В адсорбции в —анилин мала (кривые 2а и 26).

Это положение может приводить к тому, что на в ряде случаев могут ориентироваться не , обладающие высокой полярностью, но и менее , создающие условия твердой и жидкой фаз.

Наряду с вещества в могут не адсорбироваться в поверхностном слое.