Ćwiczenie nr 7	Grupa II
Temat: Absorpcja na granicy faz roztwór-gaz. Izoterma adsorpcji Gibbsa.

1.Napięcie powierzchniowe jest właściwością cieczy ,odróżniającą ją od gazu. Warunkuje spójność cieczy i powstawanie powierzchni międzyfazowej ciecz-para

A=F⋅δ

δ- napięcie powierzchniowe

1. praca, mająca na celu wydobycie cząsteczek z wnętrza cieczy na powierzchnię

F- nowa powierzchnia cieczy

Praca ta to tzw. energia powierzchniowa .

2.Metoda pęcherzykowa pomiaru napięcia powierzchniowego polega na pomiarze ciśnienia niezbędnego do przerwania błonki powierzchniowej cieczy przez pęcherzyki powietrza.

3.Izoterma adsorpcji Gibbsa.

Inaczej mówiąc jest to równanie Gibbsa ,które ustala zależność między nadmiarem stężeniowym Γ_i tej substancji , jej potencjałem chemicznym μ_i i napięciem powierzchniowym δ_i .Najczęściej spotykaną postać izotermy adsorpcji Gibbsa przedstawia równanie

StężenieC2H2OH(%wag)	0	10	20	30	40	50	60	70	80
Ciśnienie manometryczne	8,1	6,0	5,7	4,8	4,6	4,5	4,1	3,6	3,4
Napięcie powierzchniowe (dyna/cm)	72,8	50,1	47,0	37,4	35,5	34,7	30,7	25,6	23,8

1. obliczanie promienia kapilary -r

Dane :

σ_H2O=7,28⋅10^-2 N/m

p_m = 8,1 mmHg = 8,1⋅133,37 = 1080,3 Pa

ς = 0,998 g/cm³ = 998 kg/m³

h=2 cm = 0,02m

2. obliczanie napięcia powierzchniowego -σ

ς- tabela 2

g = 9,81 m/s²

h = 0,02m

p_m − tabela 1

r− punkt a) = 1,65⋅10^-4

np. dla p_m=6,0 mmHg =6,0⋅133,37 = 800,22 Pa

σ = 5,01⋅10^-2 N/m= 50,1 dyn/cm

Lp.	CC2H5OH %wag	x1	x2	ζ g/cm^3	p2 mmHg	a2	δ dyna/cm		z (⋅10^-3)	Γ2 (⋅10^-6)
1	0	1,0	0	0,998	0	0	72,8	_	_	_
2	10	0,958	0,042	0,982	6,7	6,45⋅10^-3	50,1	-1,333	8,60	3,59
3	20	0,911	0,089	0,969	12,6	0,0257	47,0	-0,2636	6,77	2,83
4	30	0,857	0,143	0,954	17,1	0,0561	37,4	-0,1091	6,12	2,56
5	40	0,794	0,216	0,935	20,7	0,0978	35,5	-0,0677	6,62	2,76
6	50	0,719	0,281	0,914	23,5	0,151	34,7	-0,0409	6,18	2,58
7	60	0,631	0,369	0,891	25,6	0,217	30,7	-0,0301	6,53	2,73
8	70	0,524	0,476	0,868	28,0	0,306	25,6	-0,0205	6,27	2,62
9	80	0,391	0,609	0,843	31,2	0,436	23,8	-0,0107	4,66	1,95

3. obliczanie a₂

=43,6 mmHg

np. dla x₂ =0,042

4. obliczenie Γ₂ metodą analityczną

ln σ = ln k + b ln a₂

y = a₁ + a₀⋅x

ln σ − y

ln a₂ − x

σ[N/m] ⋅10^-3	lnσ	a2	ln a2
72,8	-2,620	0	_
50,1	-2,994	6,45⋅10^-3	-5,044
47,0	-3,058	0,0257	-3,661
37,4	-3,286	0,0561	-2,881
35,5	-3,338	0,0978	-2,325
34,7	-3,361	0,151	-1,890
30,7	-3,483	0,217	-1,528
25,6	-3,665	0,306	-1,184
23,8	-3,738	0,436	-0,830

ponieważ

a₀=b

a₁=ln k

czyli:

zatem:

R=8,314 J/mol⋅K

T=288K

np. dla a₂=6,45⋅10^-3

a2	Γ2 ⋅10^-6
0	_
6,45⋅10^-3	4,105
0,0257	3,209
0,0561	2,793
0,0978	2,530
0,151	2,342
0,217	2,195
0,306	2,065
0,436	1,939

5. obliczanie Γ₂ metodą graficzną - wynik w tabeli na str.1

_

np. dla a=6,45⋅10^-3

• z=-a₂
  

np. dla a₂=6,45⋅10^-3

z=-6,45⋅10^-3⋅(-1,333)=8,60⋅10^-3

• Γ₂=
  

np. dla a₂=6,45⋅10^-3

Γ=

n= 8

∑x_i= -19,343

∑y_i= -26,923

∑x_iy_i=62,641

∑x_i²=61,548

a₀ = -0,178

a₁ = -3,796

---