Определение удельной поверхности пористого тела

Изменением поверхностного натяжения от концентрации поверхностно-активного вещества в растворе можно воспользоваться и для изучения адсорбции не только на поверхности вода – воздух, но и на поверхности твердое тело – раствор. Поместив твердый адсорбент в раствор поверхностно-активного вещества с известным поверхностным натяжением, повторно определяют поверхностное натяжение этого же раствора. Благодаря тому, что часть вещества адсорбировалась, его концентрация в растворе снизилась, и соответственно этому повысилось поверхностное натяжение. Пользуясь уравнением Шишковского (2.8) по изменению поверхностного натяжения, нетрудно рассчитать установившуюся после адсорбции концентрацию. Разность между начальной концентрацией С₁ (до адсорбции) и найденной после адсорбции С₂ и есть количество адсорбированного ПАВ на твердом адсорбенте. Проделав такие же операции с растворами различной начальной концентрации, можно построить кривую адсорбции на твердом адсорбенте, которая также подчиняется уравнению Ленгмюра:

(2.17)

Если известны величины предельных адсорбций ПАВ на границе раздела вода – воздух (Г_¥) и твердое тело – раствор (А_¥), то можно найти величину поверхности, отнесенной к одному грамму адсорбента. Эта поверхность S равна:

(2.18)

где N_a – число Авогадро; A_¥ – число адсорбированных молей; S₀ – площадь, занимаемая одной молекулой.

С учетом формулы (2.12) получим

(2.19)

Экспериментально получив зависимость между поверхностным натяжением растворов поверхностно-активного вещества и его концентрацией, находят константы уравнения Шишковского (2.8) (см. разд. 2.3) и, пользуясь тем же уравнением, строят кривую s₁ = f (C₁), сравнивая экспериментально полученные и рассчитанные данные. Затем в те же растворы с концентрацией С₁ помещается твердый пористый адсорбент и через некоторое время определение поверхностного натяжения повторяется. Теперь поверхностное натяжение s₂ будет больше s₁, так как установилась уже новая меньшая концентрация С₂, которую можно найти с помощью уравнения (2.8), используя ранее найденные значения констант А и В.

Количество адсорбированного на твердой поверхности поверхностно-активного вещества равно

.

Из ряда значений А определяют по уравнению (2.17) А_¥, используя методику, аналогичную методике нахождения Г_¥ (разд. 2.3), и затем по уравнению (2.19) рассчитывают удельную поверхность пористого тела.

Дата добавления: 2015-07-24