2. Класифікація і характеристика сорбційних процесів Адсорбція: основні поняття і визначення. Рівняння Гіббса і Шишковського



Дата конвертації08.06.2016
Розмір445 b.



План

  • 1. Поверхнева енергія та поверхневий натяг. Поверхнево-активні і поверхнево-інактивні речовини (ПАР і ПІАР)

  • 2. Класифікація і характеристика сорбційних процесів

  • 3. Адсорбція: основні поняття і визначення. Рівняння Гіббса і Шишковського

  • 4. Адсорбція на межі поділу тверде тіло – газ. Фізична і хімічна адсорбції. Теорія мономолекулярної адсорбції Ленгмюра та полімолекулярної адсорбції БЕТ.

  • 5. Адсорбція на межі поділу тверде тіло – розчин. Адсорбція електролітів.

  • 6. Значення адсорбції



Міжмолекулярні сили, які діють на молекулу





Залежність поверхневого натягу від температури





Сталагмометричний метод вимірювання поверхневого натягу



Мимовільні поверхневі явища

  • Злипання дрібних частинок, крапель чи бульбашок газу в агрегати



Сорбційні процеси

  • Адсорбція – процес довільного поглинання речовини поверхнею



Фізична адсорбція:

  • Фізична адсорбція:

  • процес довільний; за рахунок сил Ван-дер-Ваальса;

  • оборотний;

  • мало специфічний;

  • енергія зв’язку низька (10-40 кДж/моль)





Вплив ПАР на навколишнє середовище та організм людини

  • водні розчини ПАР дають стійку піну, перешкоджаючи аерації і погіршуючи тим самим біохімічну очисну здатність водойм;

  • ПАР негативно впливають на якість підземних питтєвих вод;

  • - проникаючи в організм, ПАР здатні викликати грубі порушення імунітету, розвиток алергії, ураження мозку, печінки, нирок, легень, вони сприяють виникненню злоякісних пухлин



Постійне використання засобів на основі ПАР може призводити до алергічних реакцій



Орієнтація молекул ПАР на поверхні рідини зі збільшенням концентрації



Схема будови плазматичної мембрани





Ізотерми поверхневого натягу для розчинів ПАР з різною довжиною радикалу



Ізотерми поверхневого натягу



Залежність адсорбції від концентрації ПАР описується рівнянням Гіббса:





Адсорбція твердими тілами залежить від:

  • 1. Розміру поверхні адсорбента

  • чим > S поверхні, тим > адсорбція.

  • 2. Температури (↑Т ↓Г ).

  • 3. Типу сорбента, його спорідненості до розчинника.

  • - гідрофільні сорбенти (силікагель, глина, пористе скло) для адсорбції полярних речовин з неполярних (неводних) розчинників.

  • - гідрофобні сорбенти (активоване вугілля, графіт, тальк) для адсорбції неполярних речовин з полярних (водних) розчинників.

  • 4. Заряду адсорбента і адсорбату.

  • 5. Концентрації адсорбату.



Основні положення теорії адсорбції Ленгмюра:

  • Адсорбція локалізована на адсорбційних центрах, які є енергетично рівноцінні

  • Кожен адсорбційний центр взаємодіє з однією молекулою

  • Адсорбовані молекули не взаємодіють між собою

  • Адсорбція – процес оборотній



Рівняння Ленгмюра (при дуже низких або високих концентраціях адсорбату):



Полімолекулярна адсорбція



Орієнтація молекул ПАР на поверхні адсорбента



Йонообмінна адсорбція – процес, в якому адсорбент і розчин обмінюються між собою в еквівалентних кількостях одноіменно зарядженими йонами. Схема структури катіоніту

  • 1 – матриця іоніту (каркас);

  • 2 – функціональні групи (ковалентно зв’язані з матрицею);

  • 3 – протийони (електростатично зв’язані з йоногенними групами)



Іоніти в медицині

  • Аніоніти в ОН–формі для зниження кислотності шлункового соку: R–Kt+OH– + Cl– ⇄ R – Kt+Cl– + OH–,

  • ОН– + Н+ = Н2О

  • Суміші катіонітів в Н- і К-формах для виведення йонів Na+ при серцево-судинних захворюваннях (альтернатива безсольовій дієті)

  • Органічні катіоніти (КE-2 в Н-формі) для виведення з організму радіонуклідів К, Са, Li, Na, Ag

  • Композиції йоннообмінних матеріалів (катіоніт полісурмін) при отруєннях для виведення стронцію, продуктів розпаду урану, плутонію

  • Для створення лікар. препаратів пролонгованої дії, зв’язуючи певним чином біол.активну або лікар. речовину



Медико-біологічне значення адсорбції:



Сорбенти медичного призначення



Гемосорбція




База даних захищена авторським правом ©pres.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка