LABORKA7, Studia, Politechnika


ZAKŁAD CHEMII FIZYCZNEJ

ĆWICZENIE NR 7

TEMAT: ABSORPCJA NA GRANICY FAZ. IZOTERMA ADSORPCJI GIBBSA.

Napięcie powierzchniowe jest właściwością cieczy, odróżniającą ją od gazu. Warunkuje spójność cieczy i powstanie powierzchni międzyfazowej ciecz-gaz.

Każda cząsteczka znajdująca się wewnątrz fazy ciekłej jest równomiernie otoczona przez inne cząsteczki i ma wysycone siły wzajemnego oddziaływania. Natomiast cząsteczki położone na powierzchni cieczy znajdują się w zupełnie odmiennych warunkach. W dolnej części fazy ciekłej cząsteczki są otoczone mniej więcej równomiernie przez inne cząsteczki. Cząsteczki położone na graniczącej z fazą gazową powierzchni cieczy, gdyż oddziaływanie cząsteczek powierzchniowych z cząsteczkami gazu nad powierzchnią, są znikomo małe w porównaniu z siłami oddziaływania z cząsteczkami cieczy. Tak więc każda cząsteczka cieczy znajdująca się w warstwie powierzchniowej doznaje jednostronnego przyciągania od strony cząstek cieczy, a wypadkowa sił działa prostopadle do powierzchni i jest skierowana do wnętrza cieczy. W związku z tym, cząsteczka cieczy w warstwie powierzchniowej znajduje się pod działaniem sił wciągających ją do wnętrza cieczy. W skutek tego działania obok ciśnienia wewnętrznego występuje zjawisko napięcia powierzchniowego.

Napięcie powierzchniowe δ jest to zmniejszenie potencjału termodynamicznego układu G towarzyszące zmniejszeniu jego powierzchni A o jednostkę δ=dG/dA lub siła styczna do powierzchni potrzebna do rozerwania błonki powierzchniowej na długości jednostkowej. Wymiar tej wielkości jest J/m2 lub N/m.

Istnieje szereg metod pomiaru napięcia powierzchniowego, które można podzielić na statyczne i dynamiczne. Najbardziej dogodne do oznaczania napięcia powierzchniowego cieczy i roztworów są następujące metody:

Izoterma adsorbcji Gibbsa.

Szczegółowe rozważania dotyczące adsorpcji na granicy faz roztwór-gaz w oparciu o zasady termodynamiczne przeprowadził Gibbs.

Równanie Gibbsa zwane izotermą adsorpcji ustala zależność między nadmiarem stężeniowym Γi tej substancji, jej potencjałem chemicznym μi i napięciem powierzchniowym δi. Ma ono postać:

μi=dδ/RTdlnai

Opracowanie wyników

Stężenie

C2H5OH

[% wag]

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Ciśń. Manometr.

[mm H2O]

81

64

64

53

50

48

45

45

40

Napięcie

Powierz.

[N/m]

0,0719

0,0719

0,072

0,0721

0,0722

0,0723

0,0724

0,0725

0,07273

Obliczanie napięcia powierzchniowego:

0x01 graphic

h1 - głębokość zanurzenia kapilary [m];

h1 = 0,025 [m]

h2 - ciśnienie manometryczne [mm H2O];

ρw- gęstość wody [kg/m3];

ρw =1000 [kg/m3];

σ0 =0,0719[N/m]

σ10 = 0,072 [N/m]

Obliczanie aktywności alkoholu etylowego;

0x01 graphic

0x01 graphic

Lp.

Stęż.

C2H5OH

% wag

X1

X2

ρ

kg/m3

P2

mmHg

a2

σx

N/m

δσ/σa

Z*(-1)

Γ2

1

0

1,00

0

998

0

0

0,0720

-----

------

-----

2

10

0,458

0,042

998,2

0,006

0,006

0,0721

12,017

0,0721

11,621

3

20

0,911

0,089

969

0,025

0,025

0,0735

2,940

0,0735

0,362

4

30

0,857

0,143

954

0,056

0,055

0,0747

1,358

0,0747

0,056

5

40

0,794

0,206

935

0,097

0,096

0,0765

0,796

0,0765

0,013

6

50

0,719

0,281

914

0,150

0,150

0,0787

0,520

0,0788

0,0046

7

60

0,631

0,369

891

0,215

0,214

0,0813

0,379

0,0813

0,0019

8

70

0,524

0,476

868

0,303

0,302

0,0852

0,282

0,0851

0,0084

9

80

0,391

0,609

843

0,432

0,431

0,0886

0,205

0,0886

0,0035

Obliczenia wielkości „Z”

0x01 graphic

Obliczanie nadmiaru powierzchniowego Γ etanolu metodą analityczną

0x01 graphic

Obliczanie współczynników b i k.

lnσ=lnk+b*lna

0x08 graphic
Wzór regresji liniowej lnσ = f(ln a)

Y=0,0465x-2,4299

B= -2,4299

K=tgα=0,0465

Styczne w różnych punktach krzywej σ=f(a) przedłuża się do przecięcia z osią rzędnych. Przez punkty styczności prowadzi się do przecięcia z osią rzędnych proste równoległe do osi odciętych. W ten sposób dla każdej wartości a zostaną wyznaczone odcinki Z na osi rzędnych.

Długość odcinka Z podzielona przez wartość aktywności odpowiadającego długości odcinka odciętej, równa się wartości dσ/da w punkcie stycznym.

0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
103, Studia Politechnika Poznańska, Semestr II, I pracownia fizyczna, LABORKI WSZYSTKIE, FIZYKA 2, F
charakterystyka sprężyn(1), Studia Politechnika Poznańska, Semestr IV, Wytrzymałość Materiałów, Labo
303 aga303, Studia Politechnika Poznańska, Semestr II, I pracownia fizyczna, LABORKI WSZYSTKIE
teczka na wytrzymalosc, Studia Politechnika Poznańska, Semestr IV, Wytrzymałość Materiałów, Laborki
Metro5, studia, studia Politechnika Poznańska - BMiZ - Mechatronika, 3 semestr, metrologia, 2.LABORK
309(2), studia, studia Politechnika Poznańska - BMiZ - Mechatronika, 1 semestr, fizyka laborki
Metro6, studia, studia Politechnika Poznańska - BMiZ - Mechatronika, 3 semestr, metrologia, 2.LABORK
105A, Studia Politechnika Poznańska, Semestr II, I pracownia fizyczna, LABORKI WSZYSTKIE, FIZYKA 2,
301 Aga203q, Studia Politechnika Poznańska, Semestr II, I pracownia fizyczna, LABORKI WSZYSTKIE
Metro4, studia, studia Politechnika Poznańska - BMiZ - Mechatronika, 3 semestr, metrologia, 2.LABORK
109, studia, studia Politechnika Poznańska - BMiZ - Mechatronika, 1 semestr, fizyka laborki
Metro3, studia, studia Politechnika Poznańska - BMiZ - Mechatronika, 3 semestr, metrologia, 2.LABORK
302 abulec, Studia Politechnika Poznańska, Semestr II, I pracownia fizyczna, LABORKI WSZYSTKIE, FIZY

więcej podobnych podstron