جزوه آزمایشگاه شیمی فیزیک ۲: جذب سطحی استیک اسید

نام آزمایش : جذب سطحی استیک اسید

ابزار و وسایل لازم : استیک اسید  ، سدیم هیدروکسید ، زغال اکتیو ، کاغذ صافی ، قیف ، ارلن مایر ، بالون ژوژه

هدف : مطالعه جذب سطحی استیک اسید بر روی زغال فعال

مقدمه

تجمع ذرات روی یک سطح را  جذب سطحی می نامند . ماده ای که جذب می شود ، مجذوب  و ماده ای که ماده ی دیگر را بر روی سطح خود جذب می کند جاذب می گویند. . برای بررسی پدیده جذب معمولا از جذب کننده های جامدی استفاده می شود که دارای ذراتی به اندازه کوچک بوده و سطح آنها دارای خلل و فرج باشد . این امر مساحت واحد جرم را بسیار بیشتر از شکل هندسی ظاهری می نماید.

در مطالعه جذب سطحی انواع جذب را می توان در یکی از دو نوع جذب فیزیکی و جذب شیمیایی قرار داد . این دسته بندی بر اساس نیروهای نگهدارنده مولکول های مجذوب روی سطح جاذب انجام گرفته است . مجذوب یا می تواند به وسیله نیروهای فیزیکی بر روی جاذب اتصال پیدا کند یا از طریق یک پیوند شیمیایی بر روی جاذب وصل شود . فرآیند جذب شیمیایی دارای گرمای جذب بالایی است . جذب شیمیایی دارای طبیعت انتخابی است و به خواص شیمیایی مولکول های سطح و مولکول های جذب شده بستگی دارد .

در تمام موارد جذب سطحی گرما آزاد می شود و  فرآیند زیر منفی است .

لایه جذب شده در سطح مولکول های آزاد در محلول

گرمای جذب سطحی را معمولا بدون علامت می نویسند . ضرورت علامت منفی برای  بر خلاف واکنش های شیمیایی دیگر ناشی از این واقعیت است که آنتروپی لایه جذب شده منظم همیشه از آنتروپی ذرات آزاد کمتر است  بنابراین برای اینکه فرایند جذب سطحی بطور خودبخودی انجام بگیرد  باید مقدار  منفی و بزرگتر از عبارت  باشد .

منحنی های ایزوترم

مقدار ماده جذب شده به مقدار ماده جاذب ، سطح ماده جاذب ، غلظت تعادلی حل شونده در محلول ، دما و طبیعت مولکولها بستگی دارد . اگر اندازه گیری ها در دمای ثابت انجام گیرد می توان تعداد مول های جذب شده بر گرم ماده جاذب را برحسب  غلظت تعادلی رسم کرد . این منحنی ها را ایزوترم جذب می نامند .

در بررسی نظری پدیده جذب سطحی از محلول چنین به نظر می رسد که فقط یک لایه تک مولکولی تشکیل می شود و قدرت حل کنندگی حلال شدیداً از افزایش بیشتر مولکول ها در سطح جاذب جلوگیری می کند .