Tab.1. Wartosci r

1
(No Transcript)
2
(No Transcript)
3
(No Transcript)
4
(No Transcript)
5
Tab.1. Wartosci równowaznikowego przewodnictwa
jonowego oraz ruchliwosci jonów w
roztworze nieskonczenie rozcienczonym w temp.
298K.  
6
Tab.2. Ilustracja prawa niezaleznego ruchu jonów
Kohlrauscha ?0 ?0 ?0- dla
temp. 298K.  
7
Zamiast ekstrapolacji zaleznosci ?0 f(c) w
praktyce wykorzystuje sie prawo Kohlrauscha do
obliczania wartosci granicznego przewodnictwa
równowaznikowego elektrolitów slabych np. kwasu
octowego   ?0(CH3COOH) ?0(CH3COONa) ?0(HCl)
- ?0(NaCl)   stad w temperaturze 298K
?0(CH3COOH) 91,0 50,140,9 425,0
349,875,2 125,3 50,1175,2
390,7   bowiem ?0(Na) ?0(CH3COO-)
?0(H) ?0(Cl-) - ?0(Na) - ?0(Cl-)
?0(CH3COO-) ?0(H)
8
(No Transcript)
9
(No Transcript)
10
(No Transcript)
11
Walther Nernst From Wikipedia, the free
encyclopedia.
Walther Hermann Nernst (June 25, 1864 - November
18, 1941) was a Polish-German chemist who helped
establish the modern field of physical chemistry.
Nernst contributed to electrochemistry,
thermodynamics, solid state chemistry and
photochemistry. He is also known for discovering
the Nernst equation. Nernst was born in Briesen,
Prussia. He studied physics and mathematics at
the universities of Zürich, Berlin and Graz.
After some work in Leipzig, he founded the
Institute for Physical Chemistry and
Electrochemistry at Göttingen. Nernst invented,
in 1898, the Nernst lamp, an electric lamp using
an incandescent ceramic rod (the successor to the
carbon lamp and the precursor to the incandescent
lamp). Nernst researched osmotic pressure and
electrochemistry. Around 1906 he established what
he referred to as a "heat theorem", later known
as the Third law of thermodynamics (which
describes the behavior of matter as temperatures
approach absolute zero). In 1920, he received the
Nobel Prize in chemistry in recognition of his
work in thermochemistry. In 1924, he became
director of the Physikalisch-Chemisches Institut
in Berlin, a position from which he retired in
1933. Nernst went on to work in electroacoustics
and astrophysics. Nernst invented an electrical
piano, in 1930, replacing the sounding board with
radio amplifiers. The piano used pickups to
produce electronically modified and amplified
sound resembling that of an electric guitar. His
Nernst glower, important in the field of
spectroscopy, is a solid-body radiator with a
filament of rare-earth oxides. Continuous ohmic
heating of the filament results in conduction.
The glower operates best in wavelengths from 2 to
14 micrometers.
12
(No Transcript)
13
(No Transcript)
14
Elektrody drugiego rodzaju skladaja sie z metalu,
jego trduno rozpuszczalnej soli oraz elektrolitu
zawierajacego aniony wchodzace w sklad trudno
rozpuszczalnej soli.
Rys.8 Schemat elektrody kalomelowej
 
15
Szereg napieciowy metali
 
16
(No Transcript)
17
Anode Ag Ag e Cathode Ag e Ag
18
(No Transcript)
19
(No Transcript)
20
(No Transcript)
21
(No Transcript)
22
(No Transcript)
23
(No Transcript)
24

• Procesy sorpcji wykorzystuje sie m.in.
• - w pochlaniaczach typu maski przeciwgazowe
  podczas I wojny swiatowej Prusy
• zastosowaly gaz bojowy fosgen, a maski do jego
  pochlaniania wypelnione byly weglem
• aktywnym o powierzchni wlasciwej dochodzacej do
  10000 m2 (1ha)/g,
• - w procesach oczyszczania wody i scieków zloze
  (np. piasek) sorbuje lub filtruje, a
• koloidalne micelle Al(OH)3 i Fe(OH)3
  powstale w wyniku procesu koagulacji-
• flokulacji sorbuja organiczne zanieczyszczenia
  wody i scieków,
• w procesach oczyszczania produktów cieklych np.
  zywnosci,
• w analitycznych metodach typu chromatografii
• - w katalizie i katalizatorach heterofazowych
  (np. samochodowych).

25
(No Transcript)
26
Wyniki ilosciowych badan sorpcji (zjawisk
powierzchniowych) przyjeto przedstawiac za pomoca
nastepujacych zaleznosci a) izoterma
adsorpcji, czyli zaleznosc adsorpcji
x/mf(p) przy Tconst, b) izobara
adsorpcji ("izopikna")
x/mf(T) przy pconst, c) izostera
adsorpcji (izochora)
pf(T) przy x/mconst.
27
Generalnie teorie Langmuira mozna zgrupowac w
trzech postulatach 1. W procesie sorpcji
udzial bierze czesc powierzchni zwana centrami
aktywnymi (które wyobrazac mozna sobie
np. jako "dziuple" w powierzchni adsorbenta), a
na jednostke powierzchni adsorbenta
przypada scisle okreslona liczba centrów
aktywnych. 2. Warstwa adsorpcyjna jest
monomolekularna tzn. na jedno centrum aktywne
przypada jedna czasteczka, atom lub jon
adsorbatu. 3. Adsorpcja jest procesem
odwracalnym tzn. adsorpcja desorpcja

podobnie jak kondensacja parowanie. Wedlug
Langmuira szybkosc adsorpcji w stalej
temperaturze zalezy od cisnienia czastkowego lub
stezenia substancji adsorbowanej oraz od ulamka
wolnej powierzchni adsorbenta.
28
IZOTERMA LANGMUIRA   Zalozenia 1. Calkowita
powierzchnia adsorbentu S
Sz S0 2. Ulamek powierzchni zajetej (przez
adsorbat) z Sz/S 3.
Ulamek powierzchni niezajetej
z0 S0/S  
stad z z0 1
  a) szybkosc adsorpcji Va ka
(1-z) p, lub Va ka (1-z) c
b) szybkosc desorpcji Vd kd z
  zgodnie z postulatem nr 3 teorii Langmuira w
stanie równowagi Va Vd   stad ka (1-z) p
kd z , wiec ka p ka z p kd z i dalej
ka z p kd z ka p

w koncu z ka
p/(kd ka p)
(1)
 
29
Zakladajac, ze adsorpcja (x/m) zawsze jest
czescia tzw. adsorpcji maksymalnej tzn. x/m
z (x/m)max, skad z (x/m)/(x/m)max i wstawiajac
to w miejsce z w równaniu (1) otrzymujemy
równanie (2)  
x/m (x/m)max ka p/(kd ka p)
(2)   po podzieleniu licznika
i mianownika przez kd otrzymuje sie kolejne
r-nie   x/m
(x/m)max (ka/kd) p/1 (ka/kd) p
(3)   zakladajac, ze (x/m)max
(ka/kd) a, zas ka/kd b otrzymujemy w
koncu równanie izotermy Langmuira  

x/m
30
(No Transcript)
31

ZASTOSOWANIE RÓWNANIA LANGMUIRA a)
sprecyzowania mechanizmu badanego procesu
sorpcji, b) okreslenia struktury
powierzchni badanego adsorbenta (np. sredniego
rozmiaru/srednicy centrów aktywnych
sorbenta), c) wyznaczenia rozmiaru czastek
sorbatu, d) oznaczenia energii wiazania
sorbent-sorbat etc. etc..
32
Jezeli czasteczki w warstwie adsorpcyjnej
wykazuja pewna ruchliwosc na powierzchni, to
najpierw zostaja wysycone te centra adsorpcyjne,
które charakteryzuja sie najwieksza energia
adsorpcji, a nastepnie kolejno te o coraz
mniejszej energii adsorpcji. W szczególnym
przypadku, gdy energia adsorpcji maleje liniowo z
logarytmem liczby zaadsorbowanych czasteczek,
równanie izotermy przybiera postac
dla gazów x/m k p (1/n)     dla roztworów
x/m k c (1/n)     gdzie ngt1
najczesciej zas 0,2lt(1/n)lt0,9 p
cisnienie czastkowe gazu c
stezenie roztworu sorbatu     po zlogarytmowaniu
lg (x/m) lg k (1/n) lg p  
lub lg (x/m) lg k
(1/n) lg c
33

• WYBRANE CECHY CHEMISORPCJI chs
•  
• chs ma charakter chemiczny,
•  
• do detekcji zmian stanu elektronowego w chs
  sluzyc moga takie metody fizyczne jak
  spektroskopia mikrofalowa lub w podczerwieni,
  pomiar przewodnictwa, rezonans magnetyczny etc.,
•  
• na przyklad w wyniku dysocjacji na granicy faz
  adsorbent-adsorbat w procesie chs moga zmieniac
  sie wlasciwosci chemiczne adsorbentu i adsorbatu,
•  
• wlasciwosci te moga sie zmieniac równiez w wyniku
  reakcji nieodwracalnych i w tym sensie adsorpcja
  i desorpcja chemiczna nie sa zespolem procesów
  odwracalnych,
•  
• energia chs jest wielkoscia rzedu ciepla reakcji
  chemicznej, co oznacza ze chs moze byc
  egzotermiczna badz endotermiczna, a zmiany
  energii towarzyszace chs mieszcza sie w zakresie
  od bardzo niskich do bardzo wysokich,
•  
• podstawowy akt chs czesto wymaga energii
  aktywacji,
•  
• przy wysokiej energii aktywacji chs tj. w
  procesie tzw. adsorpcji aktywowanej, stan
  równowagi osiaga sie bardzo wolno i w praktyce
  nie do konca,
•  
• dla chs gazu na ciele stalym przy stalym wzroscie
  cisnienia w okreslonym zakresie temperatur chs
  rosnie wraz ze wzrostem temperatury
•  
• przy wysokiej energii aktywacji procesu desorpcji
  chemicznej calkowite usuniecie zaadsorbowanych
  czastek gazu z powierzchni stalego adsorbentu
  jest mozliwe jedynie w warunkach a)
  ekstremalnych temperatur, b) wysokiej prózni, c)
  odpowiedniej chemicznej obróbki powierzchni
  adsorbentu,

34
WYBRANE CECHY ADSORPCJI FIZYCZNEJ
fs   1.      okreslone oddzialywania w fs
moga wynikac z geometrycznych i/lub
fizykochemicznych wlasciwosci adsorbentu i/lub
adsorbatu,   2.      w procesie fs nie obserwuje
sie istotnych zaklócen w chmurach elektronowych
adsorbentu i adsorbatu,   3.      chemiczna
natura i struktura czastek przed fs jest
identyczna z natura i struktura czastek po
fs,   4.      energia oddzialywan czastek
adsorbatu i adsorbentu w fs jest rzedu energii
kondensacji adsorbatu, chociaz zwykle jest nieco
wieksza,   5.      podstawowy akt fs nie wymaga
energii aktywacji,   6.      szybkosc fs
uzalezniona jest od szybkosci przemieszczania sie
czastek, a stan równowagi, uzalezniony od
temperatury, w fs osiaga sie powoli,   7.      w
fs gazu na ciele stalym w obszarze niskich
cisnien ze wzrostem cisnienia fs rosnie, a ze
wzrostem temperatury fs maleje w przypadku
ukladów wykazujacych histereze fs stan równowagi
moze okazac sie metastabilny,   8.      w
okreslonym zakresie cisnienia i temperatury
czastki gazu moga byc adsorbowane fizycznie z
obszaru bezposredniego kontaktu z powierzchnia
adsorbentu, co prowadzi zwykle do adsorpcji
wielowarstwowej (multimolekularnej), lub do
stopniowego wypelniania porów adsorbentu przez
kolejne czastki adsorbatu.
35
(No Transcript)
36
(No Transcript)
37
(No Transcript)
38
Tabela 1. Rozpuszczalnosc a adsorpcja jodu z
roztworów.  
    Jak widac z danych tabeli 1 adsorpcja jodu z
odpowiedniego roztworu rosnie wraz ze
zmniejszaniem sie rozpuszczalnosci jodu w
odpowiednim rozpuszczalniku.
39
(No Transcript)
40
(No Transcript)
41
(No Transcript)
42



(No Transcript)
43
Wlasciwosci zoli liofobowych i
liofilowych.  
 
44

• 2. Otrzymywanie ukladów koloidalnych.
•  
• Zasadniczo wyróznia sie dwie metody otrzymywania
  ukladów zdyspergowanych koloidowo
•  
• 1) Metoda kondensacyjna. Ogólnie w metodzie
  tej wychodzac z obszaru rozdrobnienia
  czasteczkowego dochodzimy do ukladu koloidowego
  poprzez agregacje, polikondensacje lub
  polimeryzacje jonów, czasteczek lub atomów. Efekt
  ten uzyskujemy w róznorodny sposób
• przez obnizenie rozpuszczalnosci - cialo które
  chcemy zdyspergowac przenosi sie ze srodowiska w
  którym jest ono dobrze rozpuszczalne do takiego w
  którym jest ono nierozpuszczalne np. wlanie
  alkoholowego roztworu zywicy do wody,
• b) metodami redukcyjnymi np. otrzymywanie zoli
  zlota lub zoli siarki
• 2HAuCl4 3H2O2 2Au 8HCl 3O2
• Na2S2O3 2HCl S SO2 2NaCl H2O
• c) metodami oksydacyjnymi np. otrzymywanie zoli
  siarki
• SO2 2H2S 3S 2H2O
• d) metodami hydrolitycznymi np. otrzymywanie zolu
  Fe(OH)3
• FeCl3 2H2O Fe(OH)Cl2 HCl H2O Fe(OH)2Cl
  2HCl ...
• e) przez reakcje podwójnej wymiany np.
  otrzymywanie kwasu krzemowego

45
2) Metoda dyspersyjna. W metodzie tej wychodzac z
ukladów gruboziarnisto zdyspergowanych
rozdrobnienie koloidowe uzyskujemy przez
rozdrobnienie juz istniejacych, rozgraniczonych
powierzchniami rozdzialu czastek lub przez
rozpuszczenie substancji makroczasteczkowych.
Efekt ten osiagamy a) sposóbem mechanicznym
- przez mielenie np. krzemu, arsenu, antymonu
czy grafitu w mlynach kolidowych - przez
zastosowanie ultradzwieków np. do otrzymywania
emulsji rteci, czy dyspergowania miki,
hematytu, grafitu, lub siarki - w
otrzymywaniu tzw. aerodyspersoidów, gdy z cieczy
tworzy sie mgle za pomoca rozpylacza
- przez otrzymywanie emulsji np. oleju w wodzie z
zastosowaniem tzw. emulgatora w postaci
mydla, saponiny, gumy arabskiej, kleju, czy
zelatyny, b) metodami peptyzacyjnymi, w których
osad przeprowadza sie w zol za pomoca tzw.
peptyzatorów (np. cukier i inne bogate w grupy OH
zwiazki, pirofosforan sodowy, cytryniany,
mydla) - tak otrzymac mozna zol AgCl czy CdS, c)
za pomoca dyspersji termicznej lub za pomoca
promieniowania np. koloidalny roztwór
fosforu otrzymac mozna ogrzewajac fosfor do temp.
475K i nastepnie szybko go schladzajac.
46
Procesy dyspersyjne zwiazane sa scisle z
procesami kondensacyjnymi w elektrycznych
metodach otrzymywania ukladów koloidalnych.
Metody elektryczne obejmuja a) rozpylanie
pradem stalym polegajace na wytworzeniu luku
elektrycznego pomiedzy elektrodami
wykonanymi z rozpylanego metalu, znajdujacymi sie
w osrodku dyspersyjnym. Tak otrzymuje sie
zole praktycznie wszystkich metali ciezkich oraz
pewnych siarczków nieorganicznych (blyszcz
olowiowy), b) rozpylanie pradem zmiennym o duzej
czestotliwosci. Ta metoda poza zolami metali
ciezkich otrzymac mozna równiez zole metali
alkalicznych oraz siarczki antymonu i
miedzi, c) rozpylanie katodowe metali
(metaloidów) np. w wodnym osrodku dyspergujacym,
najczesciej w obecnosci elektrolitu.
47
BIALKO - NH3xnH2O
BIALKO - COO-ynH2O     (jadro miceli
n jonów) m przeciwjonów x przeciwjonów   gdz
ie nawias zwykly okresla zakres elektrycznie
naladowanej czastki koloidalnej, nawias
kwadratowy zakres granuli (równiez elektrycznie
naladowanej), zas nawias szescienny zakres
(trudny do uchwycenia, ze wzgledu na "rozmycie"
warstwy dyfuzyjnej) elektrycznie obojetnej
micelli koloidalnej. Ponizej zamieszczono
przyklady micelli wraz z metoda ich
otrzymywania   1) nadmiar AgNO3 KCl AgCl
KNO3 (AgCl)y nAg (n-x)NO3-x xNO3-   2)
nadmiar KCl AgNO3 AgCl KNO3 (AgCl)y
mCl- (m-z)Kz- zK   Zróznicowanie symboli w
przykladach 1) i 2) ma na celu zilustrowanie
róznej wielkosci (promieni) jonów srebra i jonów
chlorkowych. Przestrzennie wielkosc jonu moze
limitowac w pewnym zakresie mozliwosc jego
sorbowania na jadrze micelli.
48
3) nadmiar K2SO4 BaCl2 BaSO4 2KCl
(BaSO4)y nSO42- 2(n-x)K2x- 2xK 4)
"hydroliza FeCl3" tj. FeCl3 3H2O Fe(OH)3
3HCl   (Fe(OH)3)y nFe3 3(n-x)Cl-3x
3xCl-   Zole 1) i 4) to zole elektrododatnie
(w polu elektrycznym wedrujace do katody w
procesie tzw. kataforezy), zas zole 2) i 3) to
zole elektroujemne (w polu elektrycznym wedujace
do anody w procesie tzw. anaforezy). Przy
powyzszym sposobie otrzymywania zoli w procesach
1), 2) i 3) mozliwe jest tzw. przeladowanie
koloidu.
49
(No Transcript)
50
(No Transcript)
51
(No Transcript)
52
(No Transcript)
53
(No Transcript)
54
(No Transcript)
55
(No Transcript)
56
(No Transcript)
57
(No Transcript)
58
(No Transcript)
59
(No Transcript)