Question

С увеличением концентрации раствора изомасляной кислоты с 0,125 до 0,250 моль/л его поверхностное натяжение снизилось с 55,1 до 47,9 мН/м, а раствора изовалериановой кислоты — с 43,2 до 35,0 мН/м. Сравните величины адсорбции веществ в данном интервале концентраций при Т = 293 К

Answer 1

Дано:

- Концентрация изомасляной кислоты: 0.125 моль/л и 0.250 моль/л
- Поверхностное натяжение изомасляной кислоты: 55.1 мН/м и 47.9 мН/м
- Концентрация изовалериановой кислоты: 0.125 моль/л и 0.250 моль/л
- Поверхностное натяжение изовалериановой кислоты: 43.2 мН/м и 35.0 мН/м
- Температура: 293 К

Найти:

- Величины адсорбции для обоих веществ в интервале концентраций.

Решение:

1. Рассчитаем изменение поверхностного натяжения (Δγ) и концентрации (ΔC) для каждого вещества.

Для изомасляной кислоты:
- Δγ = 55.1 мН/м - 47.9 мН/м = 7.2 мН/м
- ΔC = 0.250 моль/л - 0.125 моль/л = 0.125 моль/л

Для изовалериановой кислоты:
- Δγ = 43.2 мН/м - 35.0 мН/м = 8.2 мН/м
- ΔC = 0.250 моль/л - 0.125 моль/л = 0.125 моль/л

2. Используем уравнение Гиббса для расчета величины адсорбции:

Γ = - (1 / RT) * (Δγ / ΔC)

где:
- Γ — величина адсорбции (моль/м²)
- R — универсальная газовая постоянная = 8.314 Дж/(моль·К)
- T — температура в К

Для изомасляной кислоты:
Γ = - (1 / (8.314 * 293)) * (7.2 / 0.125)
   = - (1 / 2432.62) * 57.6
   = - 0.0237 моль/м²

Для изовалериановой кислоты:
Γ = - (1 / (8.314 * 293)) * (8.2 / 0.125)
   = - (1 / 2432.62) * 65.6
   = - 0.0270 моль/м²

Ответ:

- Величина адсорбции изомасляной кислоты: 0.0237 моль/м²
- Величина адсорбции изовалериановой кислоты: 0.0270 моль/м²

Из этого следует, что при данном интервале концентраций адсорбция изовалериановой кислоты выше, чем у изомасляной кислоты.