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
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
Поверхностный слой избыточная поверхностная энергия
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
Поверхностный слой избыточная поверхностная энергия
самопроизвольные поверхностные явления с
уменьшением поверхностной энергии (Δ Gs
поверхности раздела фаз (ΔS<0), что происходит при коалесценции (слиянии капель жидкости или пузырьков газа) и коагуляции (слипании частиц дисперсной фазы);
за счет уменьшения поверхностного натяжения
(Δ <0), что наблюдается при сорбции (адсорбции).
Адсорбция – самопроизвольное перераспределение молекул компонента между объемом фазы и поверхностным слоем.
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
Подвижная граница раздела
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 13
Зависимости поверхностного натяжения растворов от концентрации
1 – поверхностно-активных
, 2 – поверхностно-инактивных и 3 – поверхностно-неактивных веществ.
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 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+ Анионы: F-Различают следующие разновидности адсорбции из растворов электролитов:
эквивалентная адсорбция;
обменная адсорбция;
избирательная адсорбция.
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.