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文档简介
第四节溶液外表的吸附一.溶液外表吸附现象1.外表张力等温线:一定温度下,溶液~c关系图一定温度下,溶剂的一定;参加溶质改变外表分子间作用力改变外表张力,与溶质的种类和浓度有关。有三种类型ⅠⅡⅠ型:c,
如无机离子〔酸、碱、盐、多羟基化合物〕分子间作用力
Ⅱ型:c,
如低分子醇、醛、羧酸、酯、胺等有机物分子之间作用力
c一.溶液外表吸附现象有三种类型ⅠⅡⅠ型:c,
如无机离子(酸、碱、盐、多羟基化合物)分子间作用力
Ⅱ型:c,
如低分子醇、醛、羧酸、酯、胺等有机物分子之间作用力
cⅢⅢ型:c,,然后保持不变如直链脂肪酸〔碱〕的盐,长链磺酸盐等,称外表活性剂一.溶液外表吸附现象2.外表张力等温式:~c数学表示式多为经验式,如直线式
=ac+0
(4)用吸附平衡方法,也可导出0:溶剂a,b:经验参数(2)二次三项式 =ac2+bc+0
(3)Szyszkowski式一.溶液外表吸附现象3.溶液的外表吸附:溶质在外表相浓度与体相浓度不相同的现象正吸附:c表>c体
参加溶质,,溶质自发向外表浓集,降低体系能量,直至浓集扩散平衡,如Ⅱ,Ⅲ型曲线负吸附:c表<c体
参加溶质,,溶质自发向体相转移,降低体系能量,直至转移扩散平衡,如Ⅰ型曲线二.Gibbs吸附等温式吸附等温式:一定温度下,溶液外表吸附量与溶质浓度的关系式Gibbs用热力学方法导出的吸附等温式为:二.Gibbs附等温式1.吸附量概念〔外表超量,外表过剩〕概念设有一杯溶液相与其蒸气相平衡外表相: 几个分子厚度几何分界面:S-S,面积为A忽略气相由于外表吸附的存在,外表浓度与体相浓度不相等定义表面吸附量:
n是指界面S-S以下按体相浓度计算的mol数。单位:molm–2相相相SSA4二.Gibbs附等温式2.Gibbs分解面
的值与S-S面划定有关,将S-S面位置放在溶剂=0的地方,这样溶质才能有唯一的定值SSSSA1划定S-S,使A1=A2,溶剂=0c溶质A5SSn:A3溶质>0,正吸附n:A4–A5溶质<0,负吸附A2c溶剂SSSSA3SSc溶质二.Gibbs附等温式3.Gibbs吸附等温式推导多组分热力学关系式dG=–SdT+Vdp+dA+BdnB
p,T一定,二组分表面相dG=dA+ldn1+2dn2
,不变时,积分:G=A+ln1+2n2
全微分:dG=dA+Ad+ldn1+n1dl+2dn2+n2d2
二式比较得 Ad+n1dl+n2d2=01=022=2(T)+RTlna2二.Gibbs附等温式3.Gibbs吸附等温式推导1=022=2(T)+RTlna2当浓度不大时,a
c/c
>0,c,,负吸附,Ⅰ型曲线<0,c,,正吸附,Ⅱ,Ⅲ型曲线二.Gibbs附等温式4.吸附量的计算一般方法:(1)由–c数据,作外表张力等温线或拟合外表张力等温式对于等温线,作切线求斜率对于等温式,求导(3)代入Gibbs吸附等温式求
(2)求二.Gibbs附等温式例测得苯基丙酸25时–c数据如下,求c=4.0gkg–1时吸附量
c/gkg–13.54.04.5/Nm–10.0560.0540.052解从数据特点看–c为直线关系,线性回归得:=–0.0040c+0.070=6.4610–6molm–2〔实验实测值为6.4310–6molm–2,两者相符〕二.Gibbs附等温式例丁酸水溶液19C时–c关系为=0–aln(1+bc)(1)求~c关系式(2)讨论c很大和很小时的(3)求c=0.2molL–1时
0=72.7510–3 Nm–1a=13.110–3 Nm–1b=19.6210–3 m3mol–1
解(1)(2)当c很小时,1>>bc,=Kc,图中①当c很大时,1<<bc,=常数,图中③c①③②二.Gibbs附等温式(1)求~c关系式(2)讨论c很大和很小时的(3)求c=0.2molL–1时
0=72.7510–3 Nm–1a=13.110–3 Nm–1b=19.6210–3 m3mol–1
(2)当c很小时,1>>
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