Адсорбция

Предельно высокодисперсные системы (золи) иногда трудно классифицировать по агрегатному состоянию дисперсной фазы.

Мицелла (новолат. micella, уменьшительное от лат. mica -- крошка, крупинка), отдельная частица дисперсной фазы золя, т. е. высокодисперсной коллоидной системы с жидкой дисперсионной средой. М. состоит из ядра кристаллической или аморфной структуры и поверхностного слоя, включающего сольватно связанные (см. Сольватация) молекулы окружающей жидкости. Поверхностный слой М. лиофобного золя (см. Лиофильные и лиофобные коллоиды) образован адсорбированными молекулами или ионами стабилизирующего вещества. В случае лиофобных гидрозолей, стабилизованных электролитами, ядро М. окружено двумя слоями противоположно заряженных ионов, т. н. двойным электрическим слоем. Число положительных и отрицательных зарядов в нём одинаково, и поэтому М. в целом электронейтральна.

Непосредственно у поверхности ядра расположены ионы адсорбционного слоя. В него входят все ионы одного знака и часть ионов другого знака (противоионы). Остальные противоионы образуют диффузный слой; он окружает М. в виде ионного «облака», плотность которого падает по мере удаления от ядра. Диффузный слой препятствует сближению и агрегированию (сцеплению) частиц в процессе броуновского движения.

В лиофильных золях, коллоидных дисперсиях типа гидрозолей мыл, например олеата натрия или лаурилсульфата калия, М. представляет собой ассоциат (объединение) молекул. В каждой такой молекуле длинный углеводородный (гидрофобный) радикал связан с полярной (гидрофильной) группой. При образовании М. несколько десятков или сотен молекул объединяются так, что гидрофобные радикалы образуют ядро (внутреннюю область), а гидрофильные группы -- поверхностный слой М. Если дисперсионной средой является органическая жидкость, ориентация молекул в М. может быть обратной: в ядре сосредоточатся полярные группы, тогда как гидрофобные радикалы будут обращены во внешнюю фазу. Изобразив молекулу мицеллообразующего вещества в виде волнистой линии (гидрофобный радикал) с кружочком на конце (гидрофильная группа), можно представить простейшие структурные типы М. схемами:

Мицеллярные структуры 1 и 2 относятся к гидрофильным золям, а 3 и 4 -- к органофильным. Сферические М. (1 и 3) при разбавлении системы ниже критической концентрации мицеллообразования обратимо распадаются на отдельные молекулы или димеры (подробнее см. Полуколлоидные системы). При более высоких концентрациях сферические М. превращаются в пластинчатые (2 и 4). Последние, взаимодействуя между собой, способны создавать в объёме системы структурную сетку геля (см. Гели, Дисперсная структура).

Наличием М. объясняется моющее действие водных растворов (точнее, коллоидных дисперсий) мыл, а также некоторые явления в биологических системах и при технологических процессах (см. также Солюбилизация).

Практическая работа

Цель: Исследование эффективности различных сорбционных материалов (веществ) разной ценовой категории

Выявить сорбционную активность данных препаратов, используя водный раствор свинца.

Этап 1

Приготовление водных растворов Pb (2+)

По 250 мл с концентрацией 0,05 М; 0,025 М; 0,0125 М; путем разбавления

Определение содержания ионов Pb (2+) методом трилонометрии

Титрование раствора (трилоном Б – [C10H14O8N2Na2*2H2O]) содержащего:

10 мл р-ра Pb (2+)

3 мл ацетатного буфера – [СН₃СООН+NаСН₃СОО] 5,5 моль/л

Несколько капель ксиленолового оранжевого (индикатор) – [C₃₁H₂₈N₂Na₄O₁₃S]

=> Раствор должен окраситься в желтый цвет

Этап 2

Исследование влияния концентрации адсорбтива на величину адсорбции

Добавление к 25 мл анализируемых растворов 0,3 г измельченных адсорбентов

Перемешивание р-ра, отстаивание в течение 5 минут

Фильтрование через смоченную фильтровальную бумагу

Данные измерений:

Система 1 («Полисорб»): С = 0,05 М; V тр. = 22 мл;

Система 2 (Акт. Уголь): С = 0,025 М; V тр. = 21,5 мл;

Система 3 («Фильтрум-Сти»): С = 0,0125; V тр. = 14,5 мл;

Система 4 («Неосмектин»): С = 0,025; V тр. = 18,6 мл;

Этап 3

Исследование влияния концентрации адсорбтива на величину адсорбции

Добавление к 25 мл анализируемых растворов 0,6 г измельченных адсорбентов

Перемешивание р-ра, отстаивание в течение 5 минут

Фильтрование через смоченную фильтровальную бумагу

Данные измерений:

Система 1 («Полисорб»): С = 0,05 М; V тр. = 8,5 мл;

Система 2 (Акт. Уголь): С = 0,025 М; V тр. = 11,5 мл;

Система 3 («Фильтрум-Сти»): С = 0,0125 М; V тр. = 12 мл;

Система 4 («Неосмектин»): С = 0,025 М; V тр. = 10,8 мл;

Вывод:

• Сорбционная активность на водном растворе ионов Свинца (Pb+) наиболее эффективна, с увеличением массы адсорбента

В результате исследования выяснилось, что наибольшей сорбционной способностью обладает препарат «Полисорб

Список литературы :

1)http://ru.wikipedia.org/wiki/%C0%E4%F1%EE%F0%E1%F6%E8%FF

2)Бур Я.Х., Динамический характер адсорбции, пер. с англ., М., 1962

3) http://www.xumuk.ru/encyklopedia/43.html

4) Поверхностное натяжение твердых тел и адсорбция 1976 Автор: Гохштейн А. Я. 

5) http://mirslovarei.com/d/108255/?preview

6)http://mipt.ru/dbmp/student/files/chmoph.1/lections/chem_phys/OXF_6.pdf

7)http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_physics/35/%D0%90%D0%94%D0%A1%D0%9E%D0%A0%D0%91%D0%A6%D0%98%D0%AF

8)Учебно-методическое пособие по Общей Химии Е.Ю.Ермишина, Н.А.Белоконова 2012

9) http://magneticliquid.narod.ru/autority/010.htm