Bài giảng Hóa keo: Chương 2 - ThS. Trương Đình Đức

Chia sẻ: Minh Minh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:70

Thêm vào BST

Báo xấu

216
lượt xem 62
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 2: Các hiện tượng bề mặt thuộc bài giảng Hóa keo của ThS. Trương Đình Đức, nội dung chương 2 trình bày trình bày về sức căng bề mặt, hiện tượng mao quản, áp suất hơi trên mặt cong lõm, hiện tượng mao dẫn, phương pháp xác định sức căng bề mặt, một số khái niệm về sự hấp thụ,...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hóa keo: Chương 2 - ThS. Trương Đình Đức

CHƯƠNG 2 CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT
Chương 2: Các hiện tượng bề mặt
Chương 2: Các hiện tượng bề mặt
SỨC CĂNG BỀ MẶT Kh«ng khÝ G  = S Do G =  A là công tiêu tốn, Sức căng bề mặt là công tiêu tốn để tạo ra một đơn vị diện tích bề mặt (dấu  chỉ công phải tiêu tốn chống lại sức hút để đưa các phân tử từ thể tích ra bề mặt). Níc G [J] [N ] [m] [N ] 10 5 dyn  = = = = = = 103 dyn/cm S [m 2 ] [m 2 ] [m ] 100 cm Chương 2: Các hiện tượng bề mặt
Định nghĩa sức căng bề mặt là lực tác dụng trên một đơn vị độ dài. Chất lỏng -1 Kim loại, -1 Lực tác dụng trên một đơn vị độ dài σ,Nm muối nóng σ,Nm o chính là sức căng bề mặt (20 C) chảy f n-hexan 18,4.10 -3 o Hg (20 C) 472.10 -3   2 l -3 o -3 C2H5OH 22,0.10 Ag (970 C) 800.10 ”Sức căng bề mặt là lực tác dụng -3 o -3 trên một đơn vị độ dài của bề mặt, tiếp Xyclohexan 26,5.10 NaCl (1000 C) 98.10 tuyến với bề mặt và hướng theo chiều -3 Benzen 28,9.10 Chất rắn giảm diện tích bề mặt” -3 o -3 H2O 72,75.10 BaSO4 (25 C) 1250.10 σ=f l=1 CaF2 (25 C) o 2500.10 -3 Chương 2: Các hiện tượng bề mặt
Giả thiết có 1m3 chất được phân chia thành phân tử tự do Năng lượng tiêu tốn: nhiệt hoá hơi H Giả thiết các phân tử hình lập phương có cạnh l có l-3 hình lập phương Diện tích bề mặt 1 hình lập phương 6 l2 → Tổng diện tích bề mặt 6 l2 l-3 = 6.l-1 Công hình thành bề mặt S sẽ là S. chính nhiệt hóa hơi: 6 H .  H =  hay  =  6 Kích thước phân tử l có thể tính theo công thức: 1/ 3 V l=   N0  Chương 2: Các hiện tượng bề mặt
So sánh sức căng bề mặt  tính toán và thực nghiệm -1 -3 Chất lỏng , N.m (thực H, J.m l, m nghiệm) H.l  6 -3 9 -10 -3 Nước 72,75.10 2,2.10 3,12.10 114.10 -3 9 -10 -3 Clorofom 27,6.10 0,55.10 5,16.10 47,3.10 -3 9 -10 -3 n-hexan 18,4.10 0,23.10 6.10 23.10 -3 9 -10 -3 Benzen 28,9.10 0,34.10 5,28.10 29.10 Chương 2: Các hiện tượng bề mặt
HIỆN TƯỢNG MAO QUẢN Áp suất hơi trên mặt cong lõm Hiện tượng mao dẫn Phương pháp xác định sức căng bề mặt Chương 2: Các hiện tượng bề mặt
Chương 2: Các hiện tượng bề mặt
Chương 2: Các hiện tượng bề mặt
Chương 2: Các hiện tượng bề mặt
Chương 2: Các hiện tượng bề mặt
Áp suất hơi trên mặt cong lõm P S = (4r2)’ = 8r dr / P0 4 3 V =  3 r  = 4r2 dr   P r Công tiêu tốn để hình thành bề mặt S sẽ là: A = .S = P.V  S 2 P = = (Phương trình Laplace) V r Chương 2: Các hiện tượng bề mặt
Hiện tượng mao dẫn r Do = cos , từ phương trình Laplace ta có: r r1 O 2 cos  r1 P = T r  Vì lực đẩy cột nước lên cân bằng với trọng lượng h cột nước: 2 cos 2 r r2hdg r Nếu sự thấm ướt là hoàn toàn, ta có  = 0, cos = 1. Khi đó ta có: r dgh  = 2 Chương 2: Các hiện tượng bề mặt
Phương pháp xác định sức căng bề mặt r d n gh n n = 2 r d x gh x x = 2 x dx hx → = n dn hn n, dx, dn là các hằng số được xác định chính xác ở các nhiệt độ khác nhau (tra bảng), do đó đo các độ cao hx và hn ta tính được x Chương 2: Các hiện tượng bề mặt
SỰ HẤP PHỤ Một số khái niệm Hấp phụ một lớp đơn phân tử. Phương trình Langmuir Sự hấp phụ trên bề mặt dung dịch  khí. Phương trình Gibbs Màng bề mặt. Áp suất bề mặt Chương 2: Các hiện tượng bề mặt
Một số khái niệm Hấp phụ là sự tích luỹ chất trên bề mặt phân cách pha (khí/rắn, lỏng/rắn, khí/lỏng, lỏng/lỏng) Chất bị hấp phụ xuyên qua lớp bề mặt đi sâu vào thể tích chất hấp phụ giống như sự hoà tan thì hiện tượng đó gọi sự hấp thụ Hấp phụ và hấp thụ gọi chung là hấp thu Quá trình ngược với hấp phụ khi chất đi ra khỏi bề mặt gọi là sự giải hấp Lượng chất hấp phụ trên một đơn vị diện tích bề mặt hoặc trên một đơn vị khối lượng chất hấp phụ gọi là đại lượng hấp phụ kí hiệu a Sự hấp phụ vật lý thực hiện bằng lực phân tử là lực yếu, nhiệt hấp phụ vật lý khoảng 2  6 kcal/mol Sự hấp phụ hóa học thực hiện bằng lực liên kết hóa học là lực mạnh, nhiệt hấp phụ hóa học lớn hơn cỡ một vài chục kcal/mol Chương 2: Các hiện tượng bề mặt
Mô hình quá trình hấp phụ xảy ra trên bề mặt phân cách pha khí – rắn Chương 2: Các hiện tượng bề mặt
Chương 2: Các hiện tượng bề mặt
Hấp phụ một lớp đơn phân tử Phương trình Langmuir Ở trạng thái cân bằng tốc độ hấp phụ bằng tốc độ giải hấp, ta có: k.P.(1  ) = k’. Ở đây k và k’ tương ứng là hằng số hấp phụ và giải hấp. Do đó:  k = P = bP 1  k' bP Suy ra  = 1  bP V Vì  = Vm V là đại lượng hấp phụ tính bằng thể tích chất bị hấp phụ ở điều kiện tiêu ch uẩn, Vm là đại lượng hấp phụ cực đại khi 100% bề mặt bị che phủ (thể tích đơn lớp), do đó ta có: bP V = Vm 1  bP Chương 2: Các hiện tượng bề mặt