Возникновение и развитие коллоидной химии. Исследование поверхностных явлений(Ленгмюр)

Поэтому выделяется мономолекулярная и полимолекулярная адсорбция.
При условии мономолекулярности адсорбционного слоя, очевидно, ограничена и его толщина. В этом случае величина адсорбции не может превышать предельного значения Г = Гmax.
Д. Ленгмюр ввел ряд упрощений с целью вывода уравнения изотермы адсорбции:
- все места, на которых закрепляются адсорбируемые частицы, одинаковы, и адсорбция на одном из них не влияет на состояние другого.
- взаимодействие между адсорбированными частицами пренебрежимо мало. , • Адсорбционный слой мономолекулярен, т. е. состоит из одного слоя молекул. При этом связь адсорбата с адсорбентом достаточно прочна, что исключает перемещение адсорбционного комплекса вдоль поверхности адсорбента (локализованная адсорбция). Пусть однородная поверхность адсорбента – поглощающего вещества частично занята молекулами газа. Равновесие установится тогда, когда число молекул газа, конденсирующихся на поверхности в единицу времени, станет равным числу молекул, покидающих ее за то же время. Число же конденсирующихся молекул, выраженное в моль на секунду, пропорционально давлению газа Р и доле поверхности, которая остается свободной.

Изотерма адсорбции Ленгмюра в координатах Г = f(Р) является гиперболой. При малых давлениях выполняется закон Генри (область I), в области больших давлений (область III) происходит насыщение и количество адсорбированного газа не изменяется при повышении давления. Таким образом, уравнение Ленгмюра хорошо отражает особенности изотермы в области низких и в области высоких давлений, но не всегда хорошо передает зависимость в промежуточной области II.
Представления, развитые Ленгмюром, в значительной степени идеализируют и упрощают действительную картину адсорбции. На самом деле поверхность большинства адсорбентов неоднородна; между адсорбированными частицами имеет место взаимодействие; во многих случаях имеет место не мономолекулярная адсорбция, а полимолекулярная, когда адсорбированные молекулы наслаиваются друг на друга. Вид уравнений, выражающих Г как функцию концентрации (или давления), зависит от характера неоднородности поверхности. Технически важные адсорбенты имеют, как указывалось ранее, огромную удельную поверхность (до 1000 м 2 /г). Хорошо развитая поверхность обусловливает собой значительное молекулярное силовое поле, создавая избыток межфазной энергии на границе.
Термодинамическое описание закономерностей адсорбции на жидких поверхностях базируется на представлениях термодинамики избыточных ве-личин по Гиббсу и теории мономолекулярной адсорбции Лэнгмюра [1, 4].
Адсорбционные равновесия на границах раздела фаз жидкость/газ описываются изотермами мономолекулярной адсорбции в идеальном и ре-альных адсорбционных слоях. Наиболее широкое применение нашло урав-нение Лэнгмюра [1, 4].
В частности, уравнение Лэнгмюра для процессов конкурентной и не-конкурентной адсорбции растворенных веществ на поверхности жидкостей записывается в виде:
ai=am · bi·ci/(1+∑bi·ci)
Обработка экспериментальных изотерм в линейных координатах урав-нения Лэнгмюра позволяет найти термодинамические характеристики ад-сорбционных равновесий: адсорбционный коэффициент bi и предельную ад-сорбцию адсорбата am. Расчеты показывают, что уравнение хорошо описывает закономерности адсорбции на поверхности жидкостей.
Список использованной литературы
Адамсон А. В. Физическая химия поверхностей/ А. В. Адамсон, А. П. Гаст- М.:Мир.-1979. – с.21-22. 50. 70, 446 – 447.
Кагановский А.М. Адсорбция органических веществ из воды.-Л.: Химия.-1990.-255с.
Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы.- М.: Химия.- 1988.- 464 с.
Крестов Г. А., Зверев В. А., Кротов В. С. – Изв. Вузов. Химия и хим. технол., 1972, т.15, №9, с. 1414.











7