Задачи с решениями и ответами

· Напишите уравнение Гиббса, описывающее зависимость адсорбции от концентрации раствора.

Ответ. Уравнение Гиббса описывает зависимость адсорбции от концентрации раствора:

Г = – с R ^–1 T ^–1 (¶s / ¶ c) _T ,

где Г — адсорбция, моль/м² ; с — концентрация, моль/м³ ; R — уни­версальная газовая постоянная, Дж/(моль ^· К); T — температура, К; (¶s / ¶ c) _T — частная производная поверхностного натяжения по концен­трации при Т = const.

· Значение частной производной (¶s / ¶ c) _T меньше нуля. Является ли вещество поверхностно-активным?

Решение. Для поверхностно-активных веществ

(¶s / ¶ c) _T < 0 и Г > 0.

Ответ. Данное вещество является поверхностно-активным.

· Значение частной производной (¶s / ¶ c) _T больше нуля. Является ли вещество поверхностно-активным?

Решение. Так как (¶s / ¶ c) _T > 0, то Г < 0.

Ответ. Нет. Вещество поверхностно-инактивно.

· Напишите уравнение Шишковского для разбавленных растворов.

Ответ. Уравнение Шишковского для разбавленных растворов записывается так:

Ds = s - s₀ = - b R T ln(1 + k c),

где b = k Г_¥ , Г_¥ — предельная адсорбция.

· Напишите уравнение Жуховицкого для концентрированных растворов.

Ответ. Уравнение Жуховицкого для концентрированных растворов имеет вид:

s = s₀ – n R T ln(1 – N ₁ + N ₁ C ) ,

где s — поверхностное натяжение раствора, Дж/м² ; s₀ — поверхностное натяжение чистого растворителя, Дж/м² ; n — число молей вещества на единицу поверхности, моль/м² ; N ₁ — мольная доля растворённого вещества; C = N ₁ / (1 – N ₁).

Вопросы для самопроверки

1. Напишите уравнение Гиббса, описывающее зависимость адсорбции от концентрации раствора.

2. Как называется частная производная (¶s / ¶ c) _T ?

3. Напишите уравнение Шишковского, выражающее зависимость s от c (разбавленные растворы).

4. Напишите уравнение Жуховицкого, описывающее зависимость s от C (концентрированные растворы).

5. На какие типы разделяют ПАВ?

6. Сформулируйте правило Траубе.

7. Какие вещества называют флотоагентами?