Geum.ru

Обязательный курс Объём учебной нагрузки: 36 часов лекции. Цель курса- изучение и освоение теоретических основ поверхностных явлений

Вид материалаЛекции

Содержание


Тема 2. Уравнение состояния газа.
Тема 3. Уравнения изотермы адсорбции.
Тема 4. Адсорбционный потенциал.
Тема 5. Теории адсорбции.
Подобный материал:
АДСОРБЦИЯ


Кафедра физической и коллоидной химии, факультет физико-математических и естественных наук

Обязательный курс

Объём учебной нагрузки: 36 часов - лекции.


Цель курса- изучение и освоение теоретических основ поверхностных явлений.


Содержание курса

Введение.

Определение адсорбции. Теории адсорбции. ПАВ, ПИВ, ПНВ.

Тема 1. Основные понятия.

Определение основных понятий. Термодинамика адсорбции. Метод Гиббса. Вывод и анализ изотермы адсорбции. Двухкомпонентные системы. ПАВ. Изменения интегральных термодинамических функций. Интегральная и среднемольная теплоты адсорбции, энтропия адсорбции. Изменения дифференциальных мольных величин. Изостерическая теплота адсорбции.

Тема 2. Уравнение состояния газа.

Константа адсорбционного равновесия. Уравнение Генри. Представление интегральных и дифференциальных термодинамических величин через константу Генри. Метод Тинода-Лопаткина-Вернова. Анализ фундаментального уравнения. Интегральные и дифференциальные теплоты и энтропии адсорбции. Модельное термодинамическое описание адсорбции. Уравнение состояния двухмерного идеального газа. Уравнение Фольмера. Уравнение состояния двухмерного газа Ван-дер-ваальса, критические параметры. Константы двумерного уравнения Ван-дер-ваальса.

Тема 3. Уравнения изотермы адсорбции.

Уравнения изотерм адсорбции: Де-Бура, Хилла – Де-Бура. Анализ уравнения Хилла – де-Бура. Критерии соответствия модельных изотерм адсорбции, экспериментальным изотермам. Адсорбция из жидких растворов на поверхности твердых адсорбентов. Модель слоя конечной толщины. Связь величины адсорбции с коэффициентами распределения компонентов. Адсорбционные силы (физическая адсорбция). Электронейтральная система зарядов. Дипольный и квадрупольный моменты. Потенциальная энергия притяжения диполя и иона. Потенциал взаимодействия двух диполей. Индукционные взаимодействия. Дисперсионное взаимодействие двух атомов водорода. Формула Лондоля для потенциальной энергии взаимодействия двух молекул. Модельные изотермы парных взаимодействий молекул.

Тема 4. Адсорбционный потенциал.

Адсорбционный потенциал, его выражение через решеточные суммы, приближение Лондона. Молекулярно-статистическое описание адсорбции. Идеальный адсорбционный слой. Формула Френкеля. Учет внутримолекулярных степеней свободы.

Тема 5. Теории адсорбции.

Статистический расчет энтропии адсорбционного слоя: подвижные и не подвижные слои. Большое каноническое распределение. Решеточные модели. Уравнение Лэнгмюра. Полимолекулярная адсорбция. Уравнение БЭТ в решеточной модели. Модель вириальных разложений. Вириальное уравнение изотермы адсорбции. Адсорбция на неоднородной поверхности, ее статистический анализ. Пористые адсорбенты. Цеолиты. Капиллярная конденсация. Уравнение Томпсона: распределение пор по радиусам. Статистическое описание адсорбции цеолитами.


Перечень семинарских занятий
  1. Решение задач с использованием уравнения изотермы адсорбции Гиббса.
  2. Расчеты теплот и энтропий адсорбции по экспериментальным данным.
  3. Расчеты теплот и энтропий адсорбции по Тиноди-Лопаткину-Вернову.
  4. Решения задач по адсорбции из жидкости.
  5. Расчеты адсорбционного потенциала по формуле Лондона.
  6. Уравнения по теории дисперсионного взаимодействия.
  7. Расчеты константы Генри в различных приближениях.
  8. Расчеты адсорбции пористыми адсорбентами.


Литература

Обязательная
  1. Я.И. Герасимова, Курс физической химии. т.I, под ред. Госхимиздат. М. 1963 г. с. 433-512.
  2. А.А. Лопаткин, Теоретические основы физической адсорбции. М. Изд-во МГУ, 1983 г. с. 344.


Дополнительная
  1. Н.Н. Авгунь, А.В. Киселев, Д.П. Пашиде, Адсорбция газов и паров на однородных поверхностях. М. «Химия». 1975 г. с. 384.
  2. А.В. Киселев, Межмолекулярные взаимодействия в адсорбции и хроматографии. М. «Высшая школа». 1986 г. с. 359.
  3. Де Бур, Динамический характер адсорбции. М. ИЛ. 1962 г. с. 290.
  4. В.Д. Ягодовский, Адсорбционные силы. М. Изд-во УДН. 1978 г. с. 45.
  5. В.Д. Ягодовский, Термодинамика адсорбции. М. Изд-во УДН. 1978 г. с. 45.
  6. В.Д. Ягодовский, Статистическое описание адсорбции. М. Изд-во УДН. 1978 г. с. 43.



Программа составлена

Ягодовский В.Д.

д.х.н., профессор

кафедра физической и коллоидной химии, факультет физико-математических и естественных наук