- •Лекція №14. Поверхневі явища. Адсорбція на межі поділу рухомих фаз
- •За здатністю молекул пар до іонізації їх поділяють на класи:
- •Іоногенні колоїдні пар:
- •Лекція №15. Адсорбція на твердому адсорбенті
- •Теорія мономолекулярної адсорбції (Ленгмюр, 1915):
- •Адсорбція на межі тверде тіло ‑ розчин
- •Лекція №16. Застосування адсорбції
- •Застосування адсорбції
- •Лекція №16. Дисперсні системи. Колоїдні розчини. Методи добування та очищення
- •Грубодисперсні системи
- •Загальна характеристика
- •Очищення колоїдних розчинів
- •Лекція №17. Будова колоїдних частинок. Стійкість колоїдних розчинів. Коагуляція
- •Механізми утворення пеш
- •Стійкість колоїдних розчинів
- •Між колоїдними частинками діють дві взаємно протилежні сили:
- •Стійкість дисперсної системи
- •У цукровій промисловості при очищенні соку цукрового буряка (дифузійний сік)
- •Лекція №18. Властивості колоїдних розчинів
- •Рівняння Релея (теорія світлорозсіювання для сферичних непоглинаючих світло частинок, 1871р.)
- •Визначення концентрації спирту в розчині
- •Конденсаційні методи.
- •Диспергаційні методи.
- •Тип емульсії визначають:
- •Методи одержання емульсій
- •Емульгування ‑ одержання емульсій шляхом диспергування однієї рідини в іншій струшуванням, інтенсивним перемішуванням. Емульгуванню сприяють:
- •Високомолекулярні сполуки класифікують:
- •І За походженням
- •Іі. За формою макромолекул
- •Склоподібний стан
- •Кристалічний стан
- •В’язко-текучий стан
- •Залежність властивостей некристалічних полімерів від температури
- •Властивості полімерів:
- •Властивості розчинів вмс:
- •Властивості розчинів вмс:
- •Властивості розчинів вмс
- •Кількісні характеристики процесу набухання
- •Тиск набухання
- •Ступінь набухання (α)
- •Форми існування води у полімерах
- •Лекція №21. Високомолекулярні сполуки – важлива складова частина продуктів харчування
- •Зміна колагену при тепловій обробці
- •Основні зміни, що відбуваються з білками при їх нагріванні
- •Зміни вуглеводів у технологічних процесах
- •Способи уповільнення реакції меланоїдиноутворення:
- •Зміни кольору та формування смако-ароматичного комплексу при тепловій обробці продуктів
- •Роль білків і крохмалю у хлібопекарському виробництві
- •Речовини, які змінюють структуру і фізико-хімічні властивості харчових продуктів
Адсорбція на межі тверде тіло ‑ розчин
Адсорбція твердих речовин адсорбентами більш складний процес, що обумовлений:
наявністю третього компонента – розчинника, молекули якого можуть конкурувати з молекулами адсорбтиву за місця на поверхні адсорбенту;
взаємодією між молекулами адсорбтиву і розчинника.
електростатичною взаємодією між поверхнею адсорбенту та іонами адсорбтиву, якщо він є електролітом.
Явище адсорбції з розчинів твердими тілами було відкрито і вивчено в 1875р. Т.Є.Ловицем. Неелектроліти і слабкі електроліти на поверхні адсорбенту адсорбуються з розчинів у вигляді молекул – молекулярна адсорбція.
В результаті адсорбції концентрація розчиненої речовини у розчині зменшується.
Адсорбцію визначають як різницю концентрацій вихідного і рівноважного розчинів адсорбтиву:
а =
де а, адсорбція, моль/кг-1,
С0, С – вихідна та рівноважна концентрації адсорбтиву моль/л;
V – об’єм розчину адсорбтиву, з якого проходила адсорбція, л;
m – маса адсорбенту, кг.
У системі полярний розчинник – слабко полярний адсорбент адсорбція ПАР підлягає правилу Дюкло-Траубе: поверхнева активність речовини одного і того ж самого гомологічного ряду збільшується приблизно у 3 рази при збільшенні вуглецевого ланцюга на одну метиленову групу.
При адсорбції ПАР з неполярних розчинників полярними адсорбентами виконується обернене правило Дюкло-Траубе: із збільшенням довжини вуглецевого ланцюга адсорбція зменшується. Пояснюється тим, що із збільшенням довжини вуглецевого ланцюга зростає розчинність ПАР у неполярних розчинниках.
Основною властивістю ПАР є здатність адсорбуватися з утворенням мономолекулярного шару. Концентрація ПАР в адсорбційному шарі набагато більша, ніж в об’ємі. Тому, дія пахучих речовин визначається не концентрацією у навколишньому середовищі, а їх концентрацією в адсорбційному шарі, контактуючому з поверхнею органів чуття.
Класифікація поверхонь твердих адсорбентів (за П.А. Ребіндером):
ліофільні поверхні, такі, що добре змочуються полярними рідинами. По відношенню до води ‑ гідрофільні;
ліофобні поверхні, ті, що добре змочуються неполярними органічними рідинами (олеофільними). По відношенню до води – гідрофобні.
Кількість теплоти, що вивільняється при адсорбції 1г порошкоподібного адсорбенту, називається теплота змочування.
За кількістю теплоти, що вивільняється, можна судити про адсорбційну активність адсорбенту і характер його змочування.
|
Змочування. Гідрофільні і гідрофобні поверхні |
|
Здатність рідини змочувати поверхню твердого тіла визначається молекулярною взаємодією між рідиною і твердою поверхнею. Чим більші сили притягання, тим більш повно насичують молекули рідини вільні зв’язки, що діють на твердій поверхні. При цьому вільна поверхнева енергія на межі тверде тіло – рідина зменшується. |
50 мікронні часточки силікагелю |
Висновок:
Чим краще адсорбується розчинник, тим менша адсорбція розчиненої речовини.
Чим більше речовина знижує поверхневий натяг на межі тверде тіло – рідина, тим краще відбувається адсорбція речовини на твердій поверхні.
Чим краще певний розчинник змочує поверхню адсорбенту, тим менша адсорбція молекул розчиненої речовини з цього розчинника на адсорбенті.
Якщо розчинник погано змочує поверхню адсорбенту, то адсорбція молекул розчиненої речовини на цій поверхні – велика.
Якщо необхідно створити умови для запобігання взаємодії рідини з поверхнею твердого тіла, використовують гідрофобні покриття – тонкі шари деяких речовин, що не змочуються водою на поверхнях гідрофільних матеріалів. Такі шари надають поверхні гідрофобні властивості.
Харчові продукти, за виключенням жирів, є гідрофільними структурами, що містять в якості основного розчинника воду.