Приведите примеры систем, стабилизированных адсорбционными слоями ПАВ

Еще более сильными поверхностно-активными свойствами обладают высокомолекулярные ПАВ. К ним относят вещества, содержащие в молекуле более одной гидрофильной или одной гидрофобной группы, которые равномерно распределены по всей молекуле. Примерами таких ПАВ могут служить поливиниловые спирты, казеин, желатин, полиакриламид и др.

Согласно правилу Ребиндера при адсорбции ПАВ разность полярностей между адсорбентом и растворителем уменьшается. Все полярные гидрофильные поверхности адсорбируют ПАВ из неполярных и слабополярных жидкостей. Неполярные сорбенты, такие, как уголь или некоторые полимерные материалы, наоборот, хорошо адсорбируют ПАВ из полярных жидкостей. На адсорбцию ПАВ из растворов существенное влияние оказывает и пористость сорбента. Влияние пористости определяется соотношением размеров пор и молекул ПАВ. С уменьшением размеров пор адсорбция небольших молекул ПАВ, как правило, возрастает. Однако это наблюдается, только если молекулы ПАВ имеют размеры, позволяющие проникнуть в поры адсорбента. По истечении определенного времени в системе адсорбент - водный раствор ПАВ устанавливается равновесие между количеством А молекул ПАВ, перешедших на поверхность сорбента, и их объемной равновесной концентрацией С.

Это равновесие может быть описано уравнением Ленгмюра, при этом емкость монослоя А отвечает предельной адсорбции. Для более точного определения величины А предпочтительнее использовать уравнение Ленгмюра в линейной форме:

/А = 1/А + (1/ (А К)) . (1/С) А = х / m (I)

Графически зависимость

/А = f (1/С)

выражается прямой, пересекающей ось ординат.

Отрезок, отсекаемый от оси ординат, определяет величину, обратную емкости монослоя. Тангенс угла наклона прямой позволяет найти константу адсорбционного равновесия К.

Процесс адсорбции протекает обычно с очень большой скоростью. Однако диффузия растворенного вещества в растворах, посредством которой восполняется убыль концентрации у поверхности адсорбента, происходит весьма медленно, что замедляет установление адсорбционного равновесия. Для более быстрого установления равновесия рекомендуется перемешивать или встряхивать растворы с адсорбентом. В большинстве случаев равновесие достигается в течение нескольких минут, только при мелкопористых сорбентах и больших молекулах адсорбированного вещества процесс длится несколько суток. Исследование адсорбции из растворов твердыми сорбентами ведут при определенной температуре, учитывая изменение концентрации раствора после сорбции. Поэтому всегда необходимо оперировать с растворами определенного объема и известной концентрации.

Экспериментальная часть

Прежде всего определяют концентрацию данной для опыта кислоты посредством титрования раствором NaОН.

Результаты титрования записываются в таблицу 1.

Таблица 1

Аликвотная часть раствора уксусной кислоты Vа, см3

Объем титранта (NaOH), пошедший на титрование растворов уксусной кислоты

Средний объем титранта, Vср, см3

Концентрация уксусной кислоты, моль/дм3

6 6

15 15

15

1

Концентрацию уксусной кислоты Скислоты вычисляют по известному закону эквивалентов:

Vа С (1/1CH3COOH) = VNaOH С (1/1NaOH)

С (1/1NaOH) - молярная концентрация эквивалента раствора NaOH в моль/дм3.

С кислоты = 0,4*15/6 =1,0 моль/дм3

Готовим растворы уксусной кислоты с заданной концентрации: 0,8; 0,6; 0,4; 0,3; 0,2; 0,1 моль/дм3 объемом 50 см3

Таблица 2

Приготовление исходных растворов пропионовой кислоты (Co) =1 моль/дм3

Концентрация приготовленных растворов, моль/дм3

0,8

0,6

0,4

0,3

0,2

0,1

Vкислоты, л

40

30

20

15

10

5

Vводы, мл

10

20

30

35

40

45

Для каждого полученного раствора добавляют по 1,00 г адсорбента (активированного угля). Встряхивают в течение 1 часа до установления адсорбционного равновесия. После чего фильтруют растворы, отбрасывая первые порции фильтрата. Остальное употребляют для определения равновесной концентрации уксусной