(1.17)
1.3. Ứng dụng của phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Gibbs. Sự hấp phụ trên bề mặt lỏng – khí. Chất hoạt động bề mặt và chất khơng hoạt động bề mặt. khí. Chất hoạt động bề mặt và chất khơng hoạt động bề mặt.
A. Hấp phụ hơi của một chất trên bề mặt chất lỏng khơng hịa tan chất đĩ.
• Xét sự hấp phụ trên bề mặt của nước (cấu tử 1) hơi của nguyên chất nào đĩ (cấu tử 2) khơng hịa tan trong nước, thí dụ của một hydrocacbon (HC) no. Trong trường hợp này, phương trình hấp phụ Gibbs được viết là:
• Do nước khơng hịa tan trong HC no nên thế hĩa học của nĩ trong thể tích và trên bề mặt khơng thay đơi → , vậy phương trình (1.19) trở thành:
• Cho rằng, hơi là khí lý tưởng nên ta cĩ:Ở T=const ta cĩ: Ở T=const ta cĩ: Thay (1.22) vào (1.20) ta cĩ: (1.20) (1.21) (1.22)
B. Hấp phụ trên bề mặt chất lỏng một chất tan trong chất lỏng
• Nếu cấu tử 2 hịa tan trong pha thể tích của cấu tử 1, thí dụ nếu rượu thấp như rượu etylic tan trong nước thì thế hĩa học của nước thay đổi. Tuy nhiên trong trường hợp này, vẫn cĩ thể dùng phương trình Gibbs dạng đơn giản (1.20) thay cho phương trình (1.19) bằng cách chọn vị trí của bề mặt phân chia s sao cho ở vị trí này, độ hấp phụ của dung mơi bằng 0 (). Điều đĩ cĩ thể thực hiện bằng cách làm chuyển dịch bề mặt phân chia s sang phía pha I hoặc pha II cho tới khi độ dư dương của cấu tử 1 theo một phía bề mặt phân chia s được bù chính xác bởi độ dư âm của nĩ theo phía kia. Khi đĩ:
• Kí hiệu cĩ nghĩa là đã chọn vị trí của bề mặt phân chia s sao cho với vị trí này . Cách chon này chỉ dùng được ở vùng nồng độ thấp của chất tan vì chỉ ở vùng này nĩ mới khơng gây ra sai số đáng kể. Khi đĩ:
Do đĩ theo phương trình (1.24) ta cĩ:
Theo phương trình (1.25) ta cĩ thể tính được độ hấp phụ đẳng nhiệt
nếu biết sự phụ thuộc ở T=const
•
(1.24)
(1.24)
(1.25)