Термодинамика поверхностных явлений на плоской границе раздела
Особые термодинамические свойства поверхности раздела фаз. Метод слоя конечной толщины и метод разделяющей поверхности Гиббса. Поверхностные избытки. Изотерма адсорбции Гиббса. Поверхностно-активные и инактивные вещества в жидких и твердых растворах.
| Рубрика | Химия |
| Вид | лекция |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 26.10.2018 |
| Размер файла | 60,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Это уравнение включает температурный коэффициент равновесного давления при постоянной адсорбции RT(lnP/Т)Г, называемый изостерическим температурным коэффициентом, определяемый из изостер адсорбции (которые рассмотрены в лекции 4). Совместное решение уравнений (3.29) и (3.28) позволяет получить уравнение для расчета изменений дифференциальной избыточной внутренней энергии при адсорбции
-d(US)/dГ = RT2(lnP/T)Г - RT2d lnP0/dT (3.30)
Правая часть этого уравнения представляет разницу двух очень похожих выражений, одно из которых включает равновесное давление Р адсорбтива, т.е. пара, а другое - давление того же пара Р0 над чистой жидкой фазой адсорбтива. При этом RT2dlnP0/dT = - теплоте испарения чистого адсорбтива, определяемой уравнением Клаузиуса-Клайперона, а величина RT2(dlnP/dT)Г = Qст - так называемой изостерической теплоте адсорбции, определяемой из изостер адсорбции. Разницу ( - Q) называют чистой теплотой адсорбции. Эта разница характеризует энергию взаимодействия адсорбат - адсорбент за вычетом составляющей взаимодействия адсорбат - адсорбат. Интегральная теплота адсорбции определяется уравнением
(3.31)
Экспериментально в калориметрах постоянного объема измеряется так называемая дифференциальная теплота адсорбции q, которая связана с величиной изостерической теплоты адсорбции Qст уравнением
Qcт = q + RT (3.32)
Более детальный анализ различных способов выражения теплот адсорбции проведен в [13].
В заключение этой лекции - очень кратко о Гиббсе, который внес неоценимый вклад в создание термодинамики поверхностных явлений.
8. Джозайя Виллард Гиббс родился в небольшом городке Нью-Хейвен в штате Коннекитут 11.02.1839г., почти 30 лет проработал профессором математической физики в Йельском университете того же штата, печатался в Известиях Коннекитутской академии и опубликовал всего 29 работ. Основные работы написаны в виде 3 серий статей: “О равновесии гетерогенных веществ” (1876-1878), “Элементы векторного анализа” (1881-1884) и “Основные принципы статистической механики” (1902 г). Публикаций немного, Гиббс вообще не любил собраний, публичных выступлений и просто публики. Говорил он мало, работал очень много и регулярно имел не более 2-3 учеников. Но зато, какие это были работы! В этих работах Гиббс предложил правило фаз, ввел понятие химического потенциала, разработал термодинамику поверхностных и электрохимических процессов, основы общей статистической термодинамики. В результате Гиббс однозначно считается основоположником термодинамики гетерогенных систем и статистической механики.
Его современник Ле Шателье писал, что между решениями многих частных задач, существовавших до Гиббса и предложенными Гиббсом общими решениями та же разница, что и между решениями задач на максимум и минимум древними греками и возможностями современного дифференциального исчисления. Первым его заметил Максвелл, пришедший в восторг от его подходов, далее популяризаторами идей Гиббса и активными участниками их развития стали Гельмгольц, Макс Планк, Релей, Ван-дер-Ваальс, Оствальд, ЛеШателье, Томсон, Рамзай... В России идеи Гиббса активно пропагандировали Менделеев, Коновалов и Каблуков.
На надгробном камне Гиббса с одной стороны написано: “ Джозайя Виллард Гиббс, родился 11 января 1839 года, умер 28 апреля 1903 года”. А на другой стороне камня: “Профессор математической физики в Йельском университете, 1871- 1903. “
Литература
1. А.И.Русанов, Фазовые равновесия и поверхностные явления, Наука, Ленинград, 1967.
2. С.Оно, и С.Кондо, Молекулярная теория поверхностного натяжения в жидкостях, ИЛ, Москва,1963.
3. А.Адамсон, Физическая химия поверхностей, Мир, М.,1974.
4. М.Джейкок, Дж. Парфит, Химия поверхности раздела фаз, М., Мир, 1984.
5. Дж. Андерсон, Структура металлических катализаторов, Мир, М., 1978.
6. W.M.H.Sachtler, P.van der Plank, Surf.Sci,12,35 (1968);18,62 (1969)
7. R.A.van Santen, and W.M.H.Sachtler,J.Catal.33,202 (1974)
8. J.Llopis, Catal. Rev.,2,161 (1969)
9. R.M.Barrer, Pure and Appl.Chem.,61,1903 (1989)
10. Preparation of Catalysts III, Elsev., Amsterdam, 1995.
11. Я. Де Бур, Динамический характер адсорбции, ИЛ, М., 1962.
12. S.Ross. J.P.Oliver, On Physical Adsorption, John Wiley & Sons. N.Y.1964.
13 А.А.Лопаткин, Теоретические основы физической адсорбции.
14. М.М.Дубинин, Адсорбция и пористость, М. 1972.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Понятие и единицы измерения адсорбции. Зависимость величины адсорбции от концентрации, давления и температуры. Изотерма, изобара, изопикна, изостера адсорбции. Поверхностно-активные и поверхностно-инактивные вещества. Уравнения адсорбционного равновесия.
реферат [78,3 K], добавлен 22.01.2009Метод капиллярного электрофореза: история появления, основной принцип. Двойной электрический слой. Схема процессов, происходящих на поверхности кварца. Формирование двойного электрического слоя и ход потенциала на границе раздела кварц-электролит.
реферат [217,2 K], добавлен 08.01.2012Что такое пена и поверхностно-активные вещества. Поверхностное натяжение как важнейшая характеристика поверхности раздела фаз. Методика экспериментальных исследований влияния жёсткости воды на пенообразование и устойчивость пены для ПАВ различных видов.
реферат [101,7 K], добавлен 10.11.2009Принципы и синтетические возможности метода молекулярного наслаивания. Синтез монослоя, химически связанного с поверхностью силикагеля и оксидного слоя заданной толщины. Геометрические соотношения на поверхности при синтезе хромоксидного слоя.
дипломная работа [24,1 K], добавлен 06.02.2009Диффузионный и смешанный механизм адсорбции. Роль электростатических взаимодействий в процессе адсорбции ионогенных ПАВ на межфазной границе раздела жидкость–газ. Исследование динамического поверхностного натяжения водных растворов алкилсульфатов натрия.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 10.02.2012Поверхностное натяжение как результат асимметрии сил когезии на поверхности. Связь адсорбции поверхностно-активных веществ на границе жидкость-воздух с критическим параметром упаковки. Применение теории регулярных растворов к поверхностному натяжению.
реферат [1,1 M], добавлен 17.09.2009Полимеризующиеся поверхностно-активные вещества и их применение для создания покрытий. Специфические свойства ПАВ и их использование в качестве эмульгаторов, диспергаторов и для экстремального снижения поверхностного натяжения. Способы полимеризации ПАВ.
контрольная работа [1,8 M], добавлен 16.09.2009Химические соединения с высокой молекулярной массой (от нескольких тысяч до многих миллионов). Свойства и важнейшие характеристики, получение, применение. Поверхностно-активные вещества: молекулярное строение и получение, свойства и применение.
реферат [28,7 K], добавлен 05.02.2008Применение уравнения Фрейндлиха и Ленгмюра для описания адсорбции поверхностно-активных веществ на твердом адсорбенте. Определение предельной адсорбции уксусной кислоты из водного раствора на активированном угле; расчет удельной поверхности адсорбента.
лабораторная работа [230,8 K], добавлен 16.06.2013Гетерогенные и гомогенные системы. Равновесие, устанавливающееся на границе раздела фаз. Межмолекулярные взаимодействия между растворителем и веществом с образованием сольватов. Концентрация насыщенного раствора. Природы вещества и растворителя.
презентация [1,4 M], добавлен 25.03.2014Основные понятия раздела "химическая термодинамика". Основные виды термодинамических химических систем. Термодинамические процессы и их классификация. Первый закон термодинамики. Затраты энергии химической системы на преодоление силы, действующей извне.
реферат [1,4 M], добавлен 07.02.2013Изучение основных видов адсорбции. Факторы, влияющие на скорость адсорбции газов и паров. Изотерма адсорбции. Уравнение Фрейндлиха и Ленгмюра. Особенности адсорбции из растворов. Правило Ребиндера, Панета-Фаянса-Пескова. Понятие и виды хроматографии.
презентация [161,4 K], добавлен 28.11.2013Изучение процесса самопроизвольного изменения концентрации вещества на границе раздела фаз. Рассмотрение основных теорий адсорбции. Ознакомление с характеристиками обратного процесса - десорбции. Избирательная адсорбция ионов из раствора электролита.
презентация [5,1 M], добавлен 10.11.2015Метод Гиббса. Термодинамическая система как коллектив - совокупность большого числа элементов однотипных подсистем. Стандартная поступательная сумма и стандартный химический потенциал. Молекулярная сумма состояний. Стандартное приращение энергии Гиббса.
реферат [61,3 K], добавлен 31.01.2009Основные понятия процесса адсорбции, особенности ее физического и химического видов. Характеристика промышленных адсорбентов и их свойства. Наиболее распространенные теоретические уравнения изотерм адсорбции. Оборудование, реализующее процесс адсорбции.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 05.10.2011Растекание жидкостей по поверхностям. Концепция критического поверхностного натяжения твердых тел. Роль поверхностно-активных веществ: улучшение, ухудшение смачивания и растекания. Краевой угол капли жидкости на плоской поверхности твердого тела.
реферат [530,9 K], добавлен 17.09.2009Изучение теории и составляющих факторов реакции адсорбции полимеров. Гелеобразование геллана. Методика определения количества адсорбированных полимеров на поверхности кернов. Влияние предварительной активации поверхности на кинетику адсорбции полимера.
курсовая работа [6,6 M], добавлен 04.01.2011Изменение изобарно-изотермического потенциала. Уравнение изотермы химической реакции Вант-Гоффа. Свойства дисперсных систем и растворов ВМС, их сходство и отличие. Адсорбционное уравнение Гиббса, его анализ и область использования. Формулы мицелл.
контрольная работа [39,5 K], добавлен 25.07.2008Скорость химической реакции как количество вещества, вступающего в реакцию или образующегося в результате реакции за единицу времени в единице объема (для гомогенных) или на единице поверхности раздела фаз (для гетерогенных). Факторы, влияющие на нее.
лабораторная работа [29,8 K], добавлен 04.11.2015Статистическая термодинамика. Превращение распределения Гиббса в распределение Больцмана. Структурные постоянные молекул. Мольная и молекулярная статистическая суммы. Энтропия видов движения. Средняя энергия коллектива. Решение задач по данной тематике.
контрольная работа [75,1 K], добавлен 01.02.2009
