Kolloidika laboratóriumi gyakorlatok [antikvár]

1. FLUID HATÁRFELÜLETEK 1.1. Folyadék-gáz határfelület (L/G) Tiszta folyadékok esetében a felületi szabadenergia egyenlő azzal a munkával, mely egységnyi felület izoterm, reverzibilis úton történő létrehozásához szükséges (J/m^). A felületi szabadenergia megegyezik a tiszta folyadék felületi feszültségével (Y, 1.1. táblázat), amely SEGNER szerint a fázishatár egységnyi hosszú vonalán, arra merőlegesen a felületben ható összehúzó erő (N/m). Tiszta folyadékok felületi feszültsége csökken a hőmérséklet növekedésével. Ezt írja le az EÖTVÖS-törvény: Y = kn (T\ - T) ahol V a folyadék móltérfogata, a y V^'^ az ún. mólfelületi energia, kg az EÖT-VÖS-állandó, értéke nem asszociáló folyadékok esetén 2.12 • 10"'' J/moFK. T\ a kritikus hőmérsékletnél 4-6 Kelvinnel kisebb, és függ a folyadék minőségétől, T a mérés hőmérséklete. A folyadékmolekulák közötti erőhatások növekedésével növekszik a felületi feszültség is. Az amfipatikus (aszimmetrikusan poláris) molekulák határfelületi adszorpciója azonban növeli a felületi réteg rendezettségét, ennek ellenére a felületi szabadenergia csökken, tehát csökken a felületi feszültség is. A határréteg fontos mlajdonsága, hogy az érintkező fázisok komponenseinek koncentrációja a határrétegben lehet nagyobb (pozitív adszorpció) és lehet kisebb (negatív adszorpció), mint a fázisok belsejében (1.1. ábra). A felüleü feszültség koncentrációfüggéséből a GIBBS-egyenlettel (1.1. összefüggés) kiszámítható az egységnyi felületre vonatkoztatott ún. relatív adszorpciós anyagtöbblet: rf = - a. _ ÉL RT da. dy RT dc 1.1. Híg oldatokban az oldott anyag aktivitása (a2) közel azonosnak tekinthető az oldat Cj koncentrációjával, R = 8.315 J/mol K. A Y = f(c2) függvény grafikus differenciálásával kiszámítható a dy/dCi differenciálhányados és így az oldott anyag Pj''^ = f(c2) adszorpciós izotermája meghatározható. A telítési szakaszból megállapítható a maximális adszorbeált mennyiség (Fmax). ennek ismeretében, az AVOGADRO-állandó (N^) figyelembevételével, kiszámítható az oldott molekula A^ felületigénye: = 1 1.2.