chemistry

1. SỰ HẤP PHỤ TRÊN RANH GIỚI
DUNG DỊCH - KHÍ
Học viện Kỹ thuật Quân sự
Khoa Hóa – Lý kỹ thuật
GV hướng dẫn: TS.Vũ Mạnh Cường
SV Thực hiện: Trần Tiến Anh – Phòng hóa k52

2. Hấp phụ là quá trình được ứng dụng rộng rãi
trong công nghiệp hóa chất, môi trường, trong công
nghệ thực phẩm và trong nhiều lĩnh vực khác. Quá
trình này có thể tách các chất khí, mùi không mong
muốn cho đến loại bỏ các chất độc hại trong quá trình
sản xuất thực phẩm hay trong môi trường.
Mở đầu
Vật liệu zeolite

3. BỐ CỤC
Sức căng bề mặt
1
Phương trình hấp phụ Gibbs
2
Các chất hoạt động bề mặt
3
Quy tắc Traube
4

4. I. Sức căng bề mặt
- Phân tử nằm trong thể tích sẽ tương tác (hút) đồng đều với các phân
tử xung quanh.
- Phân tử trên BM chỉ tương tác với các phân tử phía dưới, còn ở phía
trên các hóa trị tự do không được bão hòa, người ta nói các phân tử
BM có năng lượng tự do cao hơn so với trong thể tích.
 Sự chênh lệch về năng lượng
tự do G của các phân tử bề
mặt ( so với thể tích) qui về 1
đơn vị thể tích BM được gọi
là sức căng BM.

5. Công để tính diện tích bề mặt
= độ tăng năng lượng tự do bề mặt dEs
= sự chênh lệch về thế năng giữa các phân tử
trong dung dich và trên bề mặt
Năng lượng tự do bề mặt trên một đơn vị diện tích:
dEs = σ.dS
(1 erg = 1dyn.1cm; 1erg/cm2 = 1 dyn/cm)
Suy ra:

6. Bảng sức căng bề mặt trên ranh giới lỏng – khí (σ0)
và ranh giới lỏng – nước của một số chất (σ1).
Chất lỏng σ0, erg/cm2,
200C
σ1, erg/cm2, 200
C
Thủy ngân 471,60 -
Nước 72,75 -
Acid acetic 27,60 -
n-Octanol 27,50 8,50
Rượu etylic 22,30 -
n- Octan 21,80 50,80
n- Hexan 18,40 51,10

7.  Xác định bằng sự biến đổi của chất
lỏng trong ống mao quản
 Xác định qua phương pháp cân giọt
chất lỏng
Các phương pháp xác định sức căng bề mặt
• V: Thể tích giọt
• Ro: Bán kính mao quản
• f*: là hệ số hiệu chỉnh
Máy đo sức căng bề mặt BPA 800

8. 2. Phương trình hấp phụ Gibbs
- Với:
-σ : là sức căng bề mặt
- Trong điều kiện đảng nhiệt đẳng áp
→ 𝑑𝜎 =
𝑛1𝑑𝜇1 + 𝑛2𝑑𝜇2
𝑆
=
𝑛𝑖𝑑𝜇𝑖
𝑆
Xác định mối quan hệ giữa lượng chất bị hấp phụ
trên bề mặt với nồng độ trong đ và sức căng bề mặt
- Từ phương trình:
- μi: Thế hóa học của cấu tử i:
(1) là dung môi: (2) là chất tan

9. Với: a là hoạt độ
Nếu dung dich loãng, thay a bằng C
Γ = −
𝑑𝜎
𝑑𝜇2 𝑇
= −
𝑃
𝑅𝑇
.
𝑑𝜎
𝑑𝑃 𝑇
Γ = −
𝑎
𝑅𝑇
.
𝑑𝜎
𝑑𝑎 𝑇
= −
𝐶
𝑅𝑇
.
𝑑𝜎
𝑑𝐶 𝑇
• Nếu hấp phụ hơi của cấu tử tan (2) trên dung môi (1),
trong đó không có sự tan lẫn (VD: hydrocarbon/H2O)
2. Phương trình hấp phụ Gibbs
• Nấu hấp phụ chất hòa tan trong dd lên
bề mặt của pha lỏng

10. •
3. Các chất hoạt động bề mặt.
(Surfactant) là một chất làm ướt có tác dụng làm giảm sức căng
bề mặt của một chất lỏng. Là chất mà phân tử của nó phân cực:
Một đầu ưa nước và một đuôi kị nước.
Có thể xảy ra 2 trường hợp khi có chất tan trong dd:
- C tăng thì σ tăng: Chất không hoạt đông bề mặt
- C tăng thì σ giảm: Chất hoạt đông bề mặt(HĐBM)

11.  Chất HĐBM là chất có khả năng tích tụ lại trong lớp bề
mặt, ta nói rằng có sự hấp phụ dương.
 Chất HĐBM có sức căng bề mặt nhỏ hơn sức căng bề
mặt của dung môi.
 Có độ tan tương đối nhỏ
 Tương tác giữa các phân tử chất tan với các phân tử
dung môi yếu hơn tương tác giữa các phân tử dung
môi với nhau. Vì vậy, các phân tử chất tan bị đẩy từ
trong thế tích dung dịch lên bề mặt. Kết quả là sức
căng của dung dịch giảm đi so với dung môi.
 Các chất HĐBM đối với nước : axit béo với gốc HC,
các muối của chúng ( xà phòng), rượu , amin…
Tính chất của các chất hoạt
động bề mặt.

12. Phân loại
1. Chất HĐBM anionic
 Đây là những chất hoạt động bề mặt khi được hòa tan trong nước
sẽ cung cấp những ion mang điện âm, và những ion này là nguyên
nhân của hoạt tính bề mặt
Avirol Sulfat rượu bậc một (PAS) Alkyl Ete Sulfat (LES)
2. Chất HĐBM cationic
 Đây là những chất hoạt động bề mặt tự ion hóa khi tan trong nước,
cung cấp ion hữu cơ mang điện tích dương và chúng là nguyên
nhân chính tạo nên hoạt tính bề mặt
Các muối alkylamin
3. Chất HĐBM lưỡng tính
4. Chất HĐBM không ion
5. Chất HĐBM vô cơ
6. Chất HĐBM hữu cơ

13. 1. HCOOH
2. CH3COOH
3. CH3CH2COOH
4. CH3(CH2)2COOH
5. (CH3)2CHCH2COOH
4. Quy tắc Traube
 Độ hoạt động bề mặt tăng liên 3 – 3,5 lần khi tăng
Chiều dài mạch cacbon lên thêm một nhóm metyl CH2
Đường đẳng nhiệt sức căng
bề mặt của dãy đồng đẳng
Chất HĐBM – axit hữu cơ

14. 4. Quy tắc Traube
- Trong quá trình hấp phụ, Γ sẽ tăng đến 1 giá trị giới hạn Γm.
- Lúc này, các phân tử chất HĐBM phân bố thành 1 lớp
đơn phân tử, tạo thành màng hay bọt