tensometrosretro, Politechnika, Rok 2, sem 3, chf

Pobierz cały dokument tensometrosretro.politechnika.rok.2.sem.3.chf.doc Rozmiar 590 KB

Fragment dokumentu:

Kamila Petryka 26.10.2009

Daria Michalczyk

Paweł Orlewski

WYZNACZANIE IZOTERMY ADSORPCJI GIBBSA METODĄ

TENSJOMETRYCZNĄ

CEL ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie izotermy adsorpcji alkoholu butylowego na

powierzchni wody oraz obliczenie wartości powierzchni zajmowanej przez jedną cząsteczkę

butanolu.

WPROWADZENIE TEORETYCZNE

Tenzydami nazywamy związki chemiczne, które mają właściwości powierzchniowo czynne oraz powodują obniżenie napięcia na powierzchni kontaktu. Zbudowane są one z części hydrofilowej i hydrofobowej. Ponieważ cząsteczki wody oddziaływają słabo z hydrofobowymi cząsteczkami tenzydu, łańcuchy węglowodorowe z wnętrza fazy wodnej SA wypychane i ustawiają się w sposób zorientowany na powierzchni granicy faz. Samorzutne gromadzenie się cząsteczek na powierzchni faz nazywane jest zjawiskiem adsorpcji, co prowadzi do zmniejszenia napięcia powierzchniowego.

Dla fazy powierzchniowej gdy T, p = const, równanie Gibbsa-Duhema przyjmuje postać:

∑n_i^Adµ_i+Adσ=0

Gdzie:

n_i^A- liczba moli składnika i w fazie powierzchniowej,

µ_i- potencjał chemiczny składnika i,

1. Powierzchnia granicy faz,

σ- napięcie powierzchniowe,

Powierzchniowy Nadmiar substancji:

Г^A₂-Г₂=Г¹₂

Gdzie:

Г^A₂=n₂^A/A

Г₂=n₂/A

Oraz pamiętając, że Г₁=o a n₁^A=n₁ (dotyczy rozpuszczalnika) otrzymujemy:

Г¹₂=-dσ/dµ₂

Ponieważ dµ₂RTdlna₂ to ostatecznie można zapisać równanie izotermy adsorpcji Gibbsa:

Г¹₂=-1/RT* dσ/dlna₂

Gdzie:

a₂-aktywność składnika drugiego

Dla rozważań jakościowych można przyjąć równość aktywności i stężenia substancji rozpuszczonej. Otrzymamy wtedy przybliżone równanie izotermy adsorpcji Gibbsa, wiążące powierzchniowy nadmiar substancji ze stężeniem objętościowym substancji rozpuszczonej.

Г=-1/RT*dσ/dlnc

Łatwo zauważyć, że jeżeli dσ/dlnc<0 to Г>0.

Oznacza to gromadzenie się substancji na granicy faz, prowadzące do zwiększenia powierzchni. Zwiększeniu powierzchni towarzyszy obniżenie napięcia powierzchniowego.

Opis ćwiczenia

Zasada pomiaru napięcia powierzchniowego metodą DuNouya opiera się na pomiarze

siły potrzebnej do oderwania platynowego pierścienia od powierzchni cieczy.

Napięcie powierzchniowe wyznacza się w oparciu o następujące równanie:

W=Wp+4πRσ

Gdzie:

W - ciężar pierścienia z unoszoną warstwą cieczy,

Wp - ciężar pierścienia,

σ - napięcie powierzchniowe,

R - promień pierścienia.

Jednakże siły działające na pierścień o obwodzie 4πR (w przybliżeniu, podwojona

Pobierz cały dokument tensometrosretro.politechnika.rok.2.sem.3.chf.doc rozmiar 590 KB