Правило уравнивания полярности Ребиндера

Термодинамика молекулярной адсорбции из раствора

Молекулярная адсорбция – адсорбция из растворов неэлектролитов или слабых электролитов. В этих случаях растворенные вещества адсорбируются на поверхности твердого тела в виде молекул.

Особенностью такой адсорбции состоит в том, что наряду с растворенным веществом адсорбируются молекулы растворителя. Активные центры на поверхности твердого тела в той или иной степени заняты молекулами растворителя. Для адсорбции растворенного вещества его молекулы должны вытеснить с поверхности молекулы растворителя.

Факторы, влияющие на молекулярную адсорбцию:

· равновесная концентрация растворенного вещества;

· природа растворителя;

· природа адсорбента;

· природа растворенного вещества;

· температура, время адсорбции.

При изучении адсорбции пользуются различными кривыми. Экспериментально получают зависимость σ от С₂. По этим кривым можно построить кривую Г₂ от С_2. Кривые Г₂–С₂ называются изотермами адсорбции (см. рис.1).

Адсорбция с ростом С₂ возрастает, приближаясь к пределу. Предельные значения Г_∞ называется предельной адсорбцией. Существование этого предельного значения объясняется тем, что тонкий слой при высоких концентрациях ПАВ в растворе насыщается молекулами ПАВ и, когда этот слой полностью насыщен, мы получаем мономолекулярный слой ПАВ на поверхности.

Строение ПАВ можно представить следующим образом:

Они состоят из полярной головки и гидрофобного хвоста, т.е. обладают дифильностью.

«Головкой» она ориентируется к полярной фазе, а хвостом – к неполярной. На границе водный раствор– воздух «головка» будет погружена в раствор, а «хвостом» – к воздуху.

Процесс адсорбции идет в сторону выравнивания полярности фаз, тем сильнее, чем больше первоначальная разность полярностей.

Если дисперсная фаза–дисперсионная среда резко различаются по полярностям, взаимодействие между ними незначительно, а поверхностная энергия велика, что создает благоприятные условия для адсорбции растворенного вещества, а не растворителя, т.е. чем больше свободная поверхностная энергия, тем больше вероятность снижения ее за счет адсорбции растворенного вещества, обладающего обычно промежуточной полярностью (ПАВ).

Пример 1. Для адсорбирования бензойной кислоты из водного раствора используем активированный уголь.

Пример 2. Для того, чтобы адсорбировать бензойную кислоту из бензола, используем силикагель.

Дата добавления: 2013-12-13