На основании данных зависимости поверхностного натяжения водных растворов поверхностно-активных веществ (ПАВ) от концентрации при температуре 293 К (табл. 1) выполните следующие задании
1.рассчитайте, используя аналитический способ, величину гиббсовской адсорбции Г;
2.постройте изотерму адсорбции;
3. постройте изотерму поверхностного натяжения σ=f(C) и определите величину поверхностной активности;
4. проведите графическое дифференцирование изотермы поверхностного натяжения и рассчитайте величину адсорбции
Сделайте выводы о точности аналитического и графического методов расчета величины адсорбции Г.
Вариант № ПАВ Концентрация С*103 кмоль/м3 Поверхностное натяжение σ*103
Дж//м2
Гептанол
СН3 (СН2)6ОН 0,000
0,04
0,1
0,2
0,316
0,500
0,794
1,000 72,75
71,40
70,50
69.50
68,50
67,50
67,20
67,00
Решение
Чтобы найти величину адсорбции аналитическим способом воспользуемся уравнением:
. Г =- Сср* Δσ / RT* ΔС
Рассчитаем среднее значение концентрации Сср, а также значения ΔС, Δσ
Рассчитаем среднее значение концентрации Сср,
Сср1 =(0,000 +0,04)*10-3 /2 = 0,02*10-3кмоль/м3
Сср 2 =(0,04 + 0,1)*10-3 /2 = 0,07*10-3кмоль/м3
Сср 3 =(0,1 +0,2)*10-3 /2 = 0,15*10-3кмоль/м3
Сср 4 =(0,2 +0,316)*10-3 /2 = 0,258*10-3кмоль/м3
Сср 5 =(0,316+0,500)*10-3 /2 = 0,408*10-3кмоль/м3
Сср 6 =(0,500+ 0,794)*10-3 /2 = 0,647*10-3кмоль/м3
Сср7 =(0,794+1,000)*10-3 /2 = 0,897*10-3кмоль/м3
Рассчитаем значение ΔС
ΔС1 = (0,04 – 0,000)*10-3 = 0,04*10-3кмоль/м3
ΔС2 =(0,1 – 0,04)*10-3 = 0,06*10-3кмоль/м3
ΔС3 = 0,2 – 0,1 )*10-3 =0,1*10-3кмоль/м3
ΔС4 =(0,316 – 0,2)*10-3 =0,116*10-3кмоль/м3
ΔС5 =(0.5 – 0,316) *10-3 =0,184*10-3кмоль/м3
ΔС 6 =(0,794 -0,5)*10-3 =0,294*10-3кмоль/м3
ΔС7 =(1,00 -0,794)*10-3 =0,206*10-3кмоль/м3
Рассчитаем значение Δσ
Δσ1 = (71,40 -72,75 )*10-3= -1,35*10-3Дж/м2
Δσ2 = (70,50 -71,40 )*10-3= -0,90*10-3Дж/м2
Δσ3 = (69,50 – 70,50 )*10-3= -1,00*10-3Дж/м2
Δσ4 = (68,50 - 69,50 )*10-3= -1,00*10-3Дж/м2
Δσ5 = (67,50- 68,50 )*10-3= -1,00*10-3Дж/м2
Δσ6 = (67,20 - 67,50 )*10-3= -0,30*10-3Дж/м2
Δσ7 = ( 67,0 - 67,20 )*10-3= -0,20*10-3Дж/м2
3
. Рассчитаем величину адсорбции Г по уравнению
. Г =- Сср* Δσ / RT* ΔС
Г1 =-0,02*10-3*(-1,35*10-3) /8,314*293*0,04*10 -3 =0,272*10-6моль/м2
Г2 =-0,07*10-3*(-0,9*10-3) /8,314*293*0,06*10 –3 =0, 424*10-6моль/м2
Г3 =-0,15*10-3*(-1,0*10-3) /8,314*293*0,1*10 –3 =0,605*10-6моль/м2
Г4 =-0,258*10-3*(-1,0*10-3) /8,314*293*0,116*10 –3 =0,82*10-6моль/м2
Г5 =- 0,408*10-3*(-1,0*10-3) /8,314*293*0,184*10-3 =0,89*10-6моль/м2
Г6 =-0,647*10-3*(-0,3*10-3) /8,314*293*0,294*10 –3 =0,27*10-6моль/м2
Г7 =-0,897*10-3*(-0,2*10-3) /8,314*298*0,206*10 –3 = 0,35*10-6моль/м2
На основании полученных данных строим изотерму адсорбции Г=f(C)
Г*106моль/м2 0,27 0,42 0,61 0,82 0,89 0,27 0,35
С *103 моль/м3 0, 04 0,1 0, 2 0,316 0,500 0,794 1,00
Рис.1 Изотерма адсорбции Г=f(C)
3
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
