Krystyna PROCHASKA, Małgorzata BIELSKA, Katarzyna DOPIERAŁA

Wielkość: px
Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Krystyna PROCHASKA, Małgorzata BIELSKA, Katarzyna DOPIERAŁA"

Transkrypt

1 MEMBRANY TEORIA I PRAKTYKA ZESZYT III WYKŁADY MONOGRAFICZNE I SPECJALISTYCZNE TORUŃ 009 WYBRANE FIZYKOCHEMICZNE ASPEKTY FILTRACJI MEMBRANOWEJ Krystyna PROCHASKA, Małgorzata BIELSKA, Katarzyna DOPIERAŁA Instytut Technologii i Inżynierii Chemicznej, Politechnika Poznańska, Pl. Skłodowskiej-Curie, Poznań 1. WPROWADZENIE W procesie ultrafiltracji (UF) podstawę rozdziału, opartego na mechanizmie sitowym, stanowi wielkość i kształt cząstek w separowanej fazie zasilającej. Przy różnicy ciśnień transmembranowych 0, MPa przez porowatą membranę przenika rozpuszczalnik oraz cząstki tych substancji, których rozmiar jest mniejszy od charakteryzującej membranę tzw. granicznej rozdzielczości molekularnej. Wielkość ta określa najmniejszą masę molową substancji zatrzymywanej przez membranę przy określonym współczynniku retencji, zwykle równym 0,9. Pozostała część roztworu zasilającego (nadawy), która nie przenika przez membranę, zostaje odebrana jako tzw. retentat. Klasyczna UF służy do oddzielania/zatężania związków o średnicach od 1 do 100 nm lub inaczej o masie molowej do Przykładowymi związkami rozdzielanymi w procesach ultrafiltracji są proteiny, polisacharydy lub polimery syntetyczne o dużych masach molowych [1 4]. Bezpośrednie usuwanie małocząsteczkowych związków organicznych metodą klasycznej ultrafiltracji nie jest możliwe z uwagi na zbyt duże średnice porów membran ultrafiltracyjnych. Mając powyższe na uwadze, Scamehorn i wsp. [5 7] zaproponowali proces ultrafiltracji wspomaganej z roztworów micelarnych (ang. micellar enhanced ultrafiltration, MEUF). MEUF jest procesem hybrydowym łączącym klasyczną technikę membranową ze zdolnością związków powierzchniowo czynnych (zpcz) do solubilizacji. Podstawą procesu MEUF jest solubilizacja cząsteczek separowanej substancji w micelach tworzonych przez związek powierzchniowo czynny (przy odpowiednim jego stężeniu), wprowadzony do fazy zasilającej (rys.1) [5 14]. Średnica micel jest zwykle większa od średnicy porów membrany i w wyniku ultrafiltracji micele z solubilizatem pozostają w retentacie, nato-

2 Wybrane fizykochemiczne miast permeat zawiera niezsolubilizowane cząsteczki separowanych związków oraz pewne ilości monomerów surfaktantu. Tak więc priorytetowym zagadnieniem przy planowaniu separacji techniką ultrafiltracji wspomaganej z roztworów micelarnych MEUF jest zarówno wybór odpowiedniego surfaktantu, jak i dobór jego stężenia. Rys. 1. Schemat procesu ultrafiltracji micelarnej [14] Należy również mieć na uwadze, że związki powierzchniowo czynne adsorbują się na powierzchniach stałych, w tym również na powierzchni membrany [15]. W wyniku adsorpcji surfaktantu może powstawać gradient jego stężenia po obu stronach membrany, powodujący dyfuzję cząsteczek zpcz do permeatu po ściankach porów. Ponadto adsorpcja surfaktantu może powodować zwiększenie retencji separowanych związków z uwagi na zmniejszenie średnicy porów membrany. Jednakże w wyniku adsorpcji może także nastąpić zmniejszenie retencji, wówczas gdy porowatość membrany jest odpowiednia, natomiast adsorpcja surfaktantu na powierzchni membrany powoduje obniżenie jego stężenia w roztworze. Zatem w procesie MEUF przed przystąpieniem do zasadniczej filtracji należy przeprowadzić badania wstępne, które pozwolą ocenić właściwości adsorpcyjne użytych surfaktantów, a także oddziaływania obecnych w układzie związków powierzchniowo czynnych z materiałem stosowanych membran.. MICELIZACJA I UKŁADY MICELARNE Surfaktanty mogą ulegać agregacji i tworzyć micele. Zjawisko zwane micelizacją zachodzi wówczas, gdy stężenie surfaktantu jest odpowiednio wysokie, tzn. gdy po wysyceniu granicy faz w roztworze nadal obecne są cząsteczki surfaktantu. Stężenie, przy którym związki powierzchniowo 81

3 K. Prochaska, M. Bielska, K. Dopierała czynne zaczynają tworzyć micele, nazywa się krytycznym stężeniem micelarnym (ang. critical micelle concentration cmc). Micelizacja jest alternatywnym do adsorpcji sposobem zmniejszenia energii międzyfazowej układu [16]. Mechanizm tworzenia micel związany jest z oddziaływaniami hydrofobowymi [17]. W roztworze wodnym hydrofobowe fragmenty amfifilowych cząsteczek surfaktantu dążą do maksymalnego ograniczenia kontaktu z cząsteczkami wody. Stanowi to siłę napędową do wykluczenia ich ze środowiska wodnego, czego efektem jest utworzenie miceli. Agregaty cząsteczek surfaktantu powstałe powyżej krytycznego stężenia micelizacji są termodynamicznie trwałe i pozostają w stanie równowagi dynamicznej z pojedynczymi cząsteczkami surfaktantu obecnymi w roztworze oraz cząsteczkami tworzącymi inne micele. Cząsteczki monomerów w agregatach micelarnych zachowują swoje indywidualne właściwości chemiczne. Czas życia pojedynczej miceli jest rzędu ms, a jej rozpadowi towarzyszy powstanie nowej miceli w innym miejscu roztworu. Micele pozostają w równowadze dynamicznej z monomerami surfaktantów, które opuszczają micele w czasie rzędu µs i powracają do nich ponownie w zależności od stałej szybkości dyfuzji. Czas przebywania monomeru w miceli zależy od rodzaju i struktury cząsteczki surfaktantu. Czas ten rośnie w przybliżeniu trzykrotnie, gdy łańcuch grupy alkilowej zwiększa się o kolejną grupę metylową CH. Z dynamicznej struktury micel wynika dynamika granicy faz, dlatego roztwory micelarne nazywane są układami pseudofazowymi. W strukturze micel wyróżnić można trzy obszary: 1) rdzeń miceli, ) obszar fazy objętościowej (tzw. warstwa palisadowa) oraz 3) obszar powierzchniowy. Rdzeń miceli zbudowany jest z niepolarnych łańcuchów węglowodorowych, których pierwsze cztery grupy metylenowe stanowią rdzeń zewnętrzny, natomiast pozostałe rdzeń wewnętrzny. Obszar powierzchniowy stanowią grupy polarne surfaktantów niejonowych lub w przypadku surfaktantów jonowych zwrócone w kierunku fazy wodnej grupy jonowe wraz z przeciwjonami. Schemat budowy miceli sferycznej, tworzonej przez cząsteczki jonowych i niejonowych surfaktantów, pokazano na rys.. Naładowane jony z przeciwjonami tworzą podwójną warstwę elektryczną, tzw. warstwę Sterna, w której ok % ładunku miceli ulega zobojętnieniu. Powierzchniowy ładunek micel jest źródłem potencjału elektrycznego, którego wartość może być rzędu 100 mv. Upodabnia to powierzchnię miceli jonowych zpcz do roztworu elektrolitu ze stałą dielektryczną mniejszą aniżeli stała dielektryczna wody. Natomiast micele niejonowych surfaktantów charakteryzują się obecnością grubej warstwy palisadowej zbudowanej z hydrofilowych ugrupowań polioksyetylenowych. 8

4 Wybrane fizykochemiczne Warstwa Gouya-Chapmana do kilkudziesięciu nm a) b) Rys.. Micela sferyczna: a) surfaktant niejonowy, b) surfaktant jonowy Micele są zwykle złożone z monomerycznych cząsteczek, a ich kształt i wielkość są uwarunkowane geometrycznie i energetycznie [18]. Średnia liczba agregacji jest wielkością charakteryzującą dany surfaktant i odpowiada średniej liczbie cząsteczek surfaktantu w miceli. Jest to uśredniona wartość dla pewnej ilości micel będących dynamicznymi strukturami, wymieniającymi pomiędzy sobą pojedyncze cząsteczki surfaktantu. Liczba agregacji zależy od szeregu czynników, takich jak stężenie i struktura surfaktantu (długość łańcucha węglowodorowego, charakter grupy polarnej oraz rodzaj przeciwjonu związanego z cząsteczką surfaktantu), siły jonowej roztworu oraz temperatury. Im dłuższy jest łańcuch węglowodorowy w cząsteczce surfaktantu, tym mniejsze jest cmc i większa liczba agregacji w porównaniu do analogów o krótszych łańcuchach. Z kolei surfaktanty niejonowe charakteryzują się mniejszym cmc oraz większą liczbę agregacji w porównaniu do swoich jonowych odpowiedników o takiej samej długości łańcucha węglowodorowego. W przypadku surfaktantów jonowych im silniej przeciwjony związane są z cząsteczką surfaktantu, tym mniejsze jest cmc takiego związku i tym większa liczba agregacji. Zwiększenie siły jonowej roztworu surfaktantu przez dodatek soli obniża cmc, ale jednocześnie zwiększa liczbę agregacji, ponieważ osłabione zostają odpychania elektrostatyczne pomiędzy polarnymi fragmentami cząsteczek. Efekt ten jest najsilniej widoczny w przypadku surfaktantów jonowych. Wpływ temperatury zarówno na wartość cmc, jak i liczbę agregacji jest niewielki. Stabilność powstających micel jest uwarunkowana wzajemną kompensacją sił przyciągania między łańcuchami alkilowymi cząsteczek oraz sił odpychania, wynikających z oddziaływań elektrostatycznych i/lub sterycz- 83

5 K. Prochaska, M. Bielska, K. Dopierała nych pomiędzy hydratowanymi grupami polarnymi na powierzchni micel. Zakłada się, że wnętrze miceli, zwane rdzeniem, ma strukturę podobną do ciekłych węglowodorów i może solubilizować związki o charakterze organicznym. Promień rdzenia typowej miceli sferycznej jonowych surfaktantów, równy 1,5 3,0 nm, zbliżony jest do długości łańcuchów alkilowych w cząsteczce zpcz tworzących micelę. Na powierzchni kulistej miceli surfaktantu jonowego znajdują się przeciwjony, stosunkowo luźno związane z micelą dzięki dalekozasięgowym oddziaływaniom elektrostatycznym. Struktura powstających micel zależy od stężenia surfaktantu oraz jego struktury, charakteryzowanej tzw. krytycznym parametrem upakowania (P) wyrażonym zależnością (1) [19]: V P =, (1) l H a H 0 w której: V H objętość zajmowana przez grupę hydrofobową surfaktantu w rdzeniu miceli, l H długość grupy hydrofobowej w rdzeniu miceli, a o przekrój powierzchni zajmowanej przez grupę hydrofilową na hipotetycznej powierzchni miceli. Zależnie od stężenia surfaktantu w roztworze obok micel kulistych mogą powstawać micele cylindryczne, pęcherzykowe czy dwuwarstwowe. Kształt powstającego agregatu uzależniony jest również od temperatury i ph roztworu, a także od obecności elektrolitu. Przykładowe formy asocjacji cząsteczek w wodnych roztworach związków amfifilowych przedstawia rys. 3. VH VH 1 1 V VH 1 l a 3 3 l a H 0 H 0 lh a0 lh a A b c d H 1 Rys. 3. Formy asocjacji cząsteczek surfaktantów 0 W roztworach rozcieńczonych i w temperaturze pokojowej cząsteczki jonowych zpcz tworzą micele kuliste (a). W przypadku wyższych stężeń następuje wzrost upakowania cząsteczek w micelach, czyli zwiększenie stopnia agregacji, w wyniku czego powstają micele cylindryczne (b), a następnie lamele (c). Natomiast surfaktanty rozpuszczone w rozpuszczal- 84

6 Wybrane fizykochemiczne nikach niepolarnych tworzą tzw. micele odwrócone (d), w których orientacja łańcuchów węglowodorowych i grup polarnych jest odwrotna niż w micelach utworzonych w roztworach wodnych. Często obserwowanym zjawiskiem jest wzrost wielkości micel w roztworze [17]. W przypadku surfaktantów jonowych tendencja micel do wzrostu jest tym silniejsza, im dłuższy jest łańcuch alkilowy cząsteczki zpcz. Ponadto znaczący wpływ na wzrost micel ma temperatura, typ przeciwjonów jak również dodatek elektrolitu, który decyduje o elastyczności micel. W literaturze zaproponowano szereg modeli asocjacji micelarnej [17]: Model separacji faz traktuje micelę jako oddzielną fazę, a cmc jest uważane za stężenie wysycenia surfaktantu w stanie monomerycznym. Model zakłada, że dodanie do roztworu kolejnych cząsteczek surfaktantu wpływa jedynie na zwiększenie stężenia micel, natomiast ilość monomerów pozostaje stała; Model naładowanej pseudofazy, w którym micela, składająca się z jonów danego surfaktantu bez przeciwjonów, traktowana jest jako oddzielna faza naładowanego agregatu; Model chemiczny rozpatruje micelizację jako odwracalną reakcję chemiczną, w której monomery surfaktantu traktowane są jako reagenty, a produktem reakcji jest micela. Cały roztwór stanowi jeden, homogeniczny układ. Dodatkowym założeniem powyższego modelu jest stała wartość liczby agregacji micel, co stanowi pewne uproszczenie; Model wielokrotnej równowagi zakłada, że w rzeczywistości występuje dystrybucja liczb agregacji w micelach oraz że proces ich tworzenia jest wieloetapowy. Wartości funkcji termodynamicznych procesu micelizacji można oszacować na podstawie krytycznego stężenia micelarnego przy użyciu wybranego modelu asocjacji micelarnej. Opis termodynamiki micelizacji opiera się na klasycznym równaniu Gibbsa-Helmholtza ( G 0 m = H m T S m ). W temperaturze pokojowej proces charakteryzuje niska, dodatnia wartość entalpii, H m, oraz bardzo wysoka dodatnia wartość entropii, S m. Parametrem termodynamicznym będącym miarą tendencji do micelizacji jest swobodna energia micelizacji ( G 0 m ). W przypadku surfaktantów jonowych (z uwagi na udział przeciwjonów w procesie agregacji) wartość G 0 m jest około dwukrotnie większa niż dla związków o charakterze niejonowym. Wartości swobodnej energii micelizacji oblicza się np. z zależności () [16]: 0 p G m = RT ( ) ln(cmc), () n w której R oznacza stałą gazową, T temperaturę bezwzględną, cmc krytyczne stężenie micelarne, natomiast stosunek p/n równy jest stopniowi dysocjacji cząsteczek surfaktantu w miceli. 85

7 K. Prochaska, M. Bielska, K. Dopierała Jeśli rozważa się micele jonowe obecne w roztworze o wysokim stężeniu dodanego elektrolitu, wówczas równanie () sprowadza się do postaci identycznej jak dla micel niejonowych zpcz: 0 G m = RT ln(cmc). (3) Na wartość krytycznego stężenia micelizacji wpływa szereg czynników, wśród których najważniejszy związany jest ze strukturą chemiczną surfaktantu. W literaturze opisano następujące prawidłowości [0]: cmc maleje wraz ze wzrostem długości łańcucha alkilowego związku powierzchniowo czynnego. Po przyłączeniu kolejnej grupy metylenowej do hydrofobowego fragmentu cząsteczki surfaktantu wartość krytycznego stężenia micelizacji zmniejsza się około dwukrotnie w przypadku homologów surfaktantów jonowych (bez dodatku elektrolitu) i około trzykrotnie dla związków o charakterze niejonowym; cmc jest znacznie mniejsze (przynajmniej o dwa rzędy wielkości) dla surfaktantów niejonowych niż dla jonowych zpcz, przy czym kationowe zpcz charakteryzują się nieco większymi wartościami krytycznego stężenia micelarnego niż substancje anionowo czynne; wartościowość przeciwjonu ma znaczny wpływ na micelizację. Większość prostych, jednowartościowych przeciwjonów nieorganicznych pozwala uzyskać tę samą wartość cmc dla danego surfaktantu, natomiast dodatek jonów dwuwartościowych sprzyja zmniejszeniu cmc. Z kolei przeciwjony organiczne powodują zmniejszenie cmc w porównaniu z przeciwjonami nieorganicznymi, a efekt ten jest tym silniejszy, im większa jest część niepolarna cząsteczki zpcz; wprowadzenie rozgałęzień, wiązań podwójnych, a także grup aromatycznych do hydrofobowej części cząsteczki surfaktantu powoduje znaczny wzrost wartości krytycznego stężenia micelizacji. Ponadto stwierdzono wyraźną zależność pomiędzy wartością krytycznego stężenia micelizacji jonowych surfaktantów a obecnością elektrolitów, jakkolwiek obserwowany wpływ uzależniony jest od wartościowości jonów dodanej soli [17]. Dodatek soli powoduje gwałtowne obniżenie cmc maksymalnie o rząd wielkości, przy czym efekt ten jest znacznie silniejszy w przypadku związków bardziej hydrofobowych. W konsekwencji w roztworach związków jonowych o dużych stężeniach elektrolitu zmiany wartości cmc wraz ze zmianą długości łańcucha alkilowego są znacznie silniejsze niż w przypadku układów bez dodatku soli. Na wartość krytycznego stężenia micelarnego znaczny wpływ może mieć dodatek nieelektrolitu lub innego surfaktantu. Wpływ ten jest jednak skrajnie odmienny, w zależności od tego, czy dodana substancja będzie solubilizowana w micelach, czy znajdzie się w środowisku międzymicelarnym. Przykładowo alkohole obniżają wartość cmc, podobnie jak węglowo- 86

8 Wybrane fizykochemiczne dory typu cykloheksan, toluen czy benzen. Z kolei związki silnie hydrofilowe, takie jak dioksan lub mocznik, przy niewielkich stężeniach wywierają wpływ nieznaczny, natomiast zastosowane w znacznych stężeniach wyraźnie podwyższają wartość cmc, a nawet w skrajnych przypadkach uniemożliwiają powstawanie micel. W przypadku dodatku innego surfaktantu do roztworu zpcz wartość cmc powstałej mieszaniny zazwyczaj leży pomiędzy wartościami cmc indywidualnych składników. Niekiedy jednak dwa surfaktanty oddziałują ze sobą w taki sposób, że cmc mieszaniny jest mniejsze niż wartości cmc obu składników. Zjawisko to określa się mianem synergizmu w tworzeniu mieszanych micel. Natomiast gdy mieszanina wykazuje zdolność do micelizacji przy znacznie wyższym stężeniu niż jej indywidualnie komponenty, wówczas mówi się o synergizmie negatywnym lub antagonizmie w tworzeniu mieszanych micel [19]. Obecność micel w roztworze może mieć znaczący wpływ na architekturę warstw adsorpcyjnych jak również na szybkość ich powstawania na płaskiej powierzchni [1]. Utworzenie nowej granicy faz prowadzi do natychmiastowej adsorpcji monomerów surfaktantu z obszarów bezpośrednio przylegających do granicy faz tj. z tzw. subwarstwy powierzchniowej. W rezultacie stężenie surfaktantu w tych obszarach zmniejsza się, co powoduje dyfuzję monomerów z głębszych warstw fazy objętościowej roztworu. Jednocześnie następuje naruszenie równowagi pomiędzy micelami a monomerami w subwarstwie powierzchniowej. Jeśli szybkość dyfuzji monomerów jest porównywalna lub mniejsza niż szybkość micelizacji, brak monomerów w warstwie powierzchniowej może być częściowo kompensowany kosztem rozpadu micel. Jednocześnie następuje dyfuzja micel w celu wyrównania ich stężenia w całym roztworze. Powyższy mechanizm schematycznie obrazuje rys. 4. W sąsiedztwie rozszerzającej się monowarstwy adsorpcyjnej micele uwalniają monomeryczne cząsteczki surfaktantu, aby wyrównać stężenie w całym roztworze. Powstający gradient stężeń powoduje dyfuzję z wnętrza roztworu zarówno micel, jak i monomerów []. Rys. 4. Adsorpcja surfaktantu z roztworu micelarnego 87

9 K. Prochaska, M. Bielska, K. Dopierała Podobne zjawisko ma miejsce w przypadku desorpcji surfaktantu, np. w czasie kompresji granicy faz. W tym przypadku dyfuzja micel i monomerów zachodzi w kierunku przeciwnym. 3. SOLUBILIZACJA W MICELARNYCH ROZTWORACH SURFAKTANTÓW Micelarne roztwory surfaktantów mają zdolność solubilizacji, czyli przeprowadzania substancji hydrofobowych trudno rozpuszczalnych lub nierozpuszczalnych w wodzie, do roztworu surfaktantu o stężeniu przekraczającym cmc [3]. Roztwory takie są izotropowe oraz trwałe termodynamicznie. Traktując solubilizację jako podział substancji solubilizowanej pomiędzy pseudofazę wodną i micelarną, do opisu procesu można zastosować dwie wielkości: współczynnik podziału (D) [4]: D A [ A] [ A] M =, (4) W gdzie [A] M, [A] W stężenie substancji A w pseudofazie micelarnej i wodnej oraz stałą wiązania w miceli (K A ) [5]: K A = [ A] W [ A] ([ S] CMC) M M, (5) gdzie [S] M to stężenie zpcz w pseudofazie micelarnej. Inną wielkością charakteryzującą proces solubilizacji jest tzw. stopień naładowania miceli (L m ), opisany zależnością: L m [ A] = [ S] M M [ A] W. (6) CMC Rodzaj, skład oraz czystość zarówno solubilizowanej substancji, jaki związku powierzchniowo czynnego mają wpływ na solubilizację związków w agregatach micelarnych. Struktura i hydrofobowość solubilizowanej substancji decyduje o jej umiejscowieniu w miceli. Na rys. 5 pokazano możliwości lokalizacji cząsteczek solubilizatu w miceli jonowego surfaktantu. Substancje silnie hydrofobowe, takie jak węglowodory alifatyczne, solubilizowane są w rdzeniu miceli [6]. Związki słabo polarne (estry, alkohole, wyższe kwasy karboksylowe) lokalizują się promieniście w warstwie palisadowej micel [7]. Cząsteczki związków z polarnym ugrupowaniem aromatycznym, z uwagi na oddziaływania elektrostatyczne pomiędzy kationową grupą hydrofilową a elektronami π pier- 88

10 Wybrane fizykochemiczne ścienia aromatycznego, są solubilizowane w warstwie palisadowej micel kationowych surfaktantów [8]. Jony metali są związane w warstwie Sterna z hipotetyczną powierzchnią miceli [9]. substancja hydrofobowa substancja polarna substancja jonowa Rys. 5. Lokalizacje solubilizowanej substancji w miceli surfaktantu jonowego Stwierdzono, że solubilizacja policyklicznych związków aromatycznych jest kontrolowana głównie przez oddziaływania hydrofobowe. Wzrost liczby pierścieni w cząsteczce solubilizatu powoduje jej umiejscowienie w głębszych częściach micel jonowych surfaktantów [30, 31]. Ponadto wykazano, że ilość związku organicznego solubilizowanego w micelach anionowych surfaktantów rośnie wraz ze wzrostem masy molowej zpcz [3]. Badania solubilizacji alkoholi alifatycznych w micelach jonowych surfaktantów pokazały, że z uwagi na możliwość tworzenia wiązań wodorowych pomiędzy hydroksylową grupą alkoholu i jonową grupą miceli surfaktantów anionowych (np. alkilosiarczanu sodu) solubilizacja alkoholi alifatycznych jest efektywniejsza w micelach surfaktantów anionowych aniżeli kationowych o tej samej długości łańcucha hydrofobowego [7]. Micele niejonowych surfaktantów z ugrupowaniem polioksyetylenowym, w odróżnieniu od micel tworzonych przez jonowe zpcz, mają duży obszar palisadowy w stosunku do wielkości gęsto upakowanego rdzenia. Stopień upakowania zwiniętych spiralnie łańcuchów polioksyetylenowych maleje wraz z odległością od rdzenia, z równoczesnym wzrostem ich hydratacji. W wyniku takiej budowy agregatów micelarnych substancje mniej hydrofilowe solubilizowane są w głębi miceli. Natomiast substancje bardziej hydrofilowe (np. fenole), z uwagi na oddziaływania z grupami oksyetylenowymi, solubilizowane są w wolnych przestrzeniach pomiędzy ugrupowaniami oksyetylenowymi, w pobliżu hipotetycznej powierzchni micel [33]. Surfaktanty niejonowe, ze względu na mniejsze wartości cmc, wykazują lepsze właściwości solubilizacyjne w roztworach rozcieńczonych. Dla związków powierzchniowo czynnych o tej samej długości ugrupowania hydrofobowego zdolność solubilizacji węglowodorów w roztworach rozcieńczonych zmienia się w szeregu [34]: niejonowe zpcz > kationowe zpcz > anionowe zpcz. 89

11 K. Prochaska, M. Bielska, K. Dopierała Micele mają ograniczoną pojemność, tak więc ilość substancji solubilizowanej jest odwrotnie proporcjonalna do jej objętości molowej. Ponadto wykazano, że struktura surfaktantu wpływa na kształt i stopień agregacji micel, czyli na właściwości solubilizacyjne układu [5, 3]. Zdolność solubilizowania substancji trudno rozpuszczalnych maleje wraz ze wzrostem liczby wiązań nienasyconych w łańcuchu węglowodorowym, liczby pierścieni aromatycznych oraz z rozgałęzieniem łańcucha węglowodorowego w cząsteczkach zpcz (z uwagi na efekty steryczne) [30, 31]. Zwiększenie polarności solubilizatu polepsza solubilizację zwłaszcza w przypadku roztworów surfaktantów o niskich stężeniach, z uwagi na silniejsze oddziaływanie solubilizowanej substancji z polarnym ugrupowaniem cząsteczek zpcz lub z cząsteczkami wody obecnymi w sąsiedztwie hipotetycznej powierzchni miceli. W efekcie solubilizowane związki nie muszą wnikać do wnętrza miceli. Jednakże ustalono, że związki silnie polarne, takie jak np. metanol lub etanol, nie są solubilizowane w micelach [35]. Solubilizacja zależy również od czynników zewnętrznych, np. temperatury [36]. Temperatura wpływa na kształt, rozmiar oraz ładunek micel jonowych surfaktantów, powodując tym samym zmianę oddziaływań międzycząsteczkowych. Wzrost temperatury powoduje wzrost solubilizacji zarówno substancji polarnych, jak i niepolarnych z uwagi na zwiększenie ruchliwości cząsteczek w roztworze micelarnym i zmniejszenie stopnia upakowania monomerów w miceli, czego efektem jest zwiększenie dostępu solubilizatu do wnętrza micel. Istotny wpływ na proces solubilizacji mają elektrolity obecne w układzie. W przypadku surfaktantów jonowych elektrolity obniżają wartość cmc i powodują zwiększenie stopnia agregacji. Wzrasta objętość rdzenia micel, czego efektem jest polepszenie solubilizacji związków hydrofobowych. Wpływ elektrolitów na niejonowe surfaktanty jest dwojaki i zależy od typu soli obecnej w roztworze. W przypadku tzw. elektrolitów wysalających (jony Na +, K +, Cs + i NH 4 + ) zachodzi dehydratacja ugrupowania polarnego (oksyetylenowanego). Jony elektrolitu wykorzystują bowiem część cząsteczek wody do własnej hydratacji. W tym wypadku następuje zwiększenie stopnia agregacji i poprawa zdolności solubilizacji substancji niepolarnych. Natomiast elektrolity wsalające (np. jony I -, SCN - ) zmniejszają asocjację między cząsteczkami wody w roztworze, co z kolei powoduje zwiększenie hydratacji eterowych atomów tlenu w ugrupowaniu oksyetylenowym cząsteczki niejonowego zpcz, zwiększenie objętości warstwy palisadowej i poprawę solubilizacji związków polarnych [37]. Obecność innych substancji organicznych w roztworze wpływa na wartość krytycznego stężenia micelizacji i stopnia agregacji surfaktantów, a więc również na proces solubilizacji. Jeśli związki chemiczne obecne w roztworze micelarnym konkurują ze sobą o lokalizację we wnętrzu miceli, dochodzi do zmniejszenia solubilizacji jednego z nich. Związki chemiczne silniej oddziałujące z micelami utrudniają cząsteczkom związków o mniejszym powinowactwie wbudowywanie się do wnętrza micel. 90

12 Wybrane fizykochemiczne Należy zaznaczyć, że solubilizacja komponentów z mieszaniny wieloskładnikowej różni się od solubilizacji jednoskładnikowej i obliczenia dla pojedynczych składników nie mogą być uogólnianie na inne przypadki [38]. 4. AKTYWNOŚĆ POWIERZCHNIOWA SURFAKTANTÓW 4.1. Pomiar napięcia powierzchniowego w układzie gaz/ciecz W badaniach napięcia powierzchniowego na granicy faz gaz/ciecz lub ciecz/ciecz stosowane są różne metody badawcze, przy czym poszczególne techniki pomiarowe różnią się w zasadniczy sposób zakresem czasu pomiaru procesu adsorpcji (rys. 6). Rys. 6. Zakres czasu pomiaru procesu adsorpcji w metodzie:1 odrywania pierścienia du Noüya lub płytki Wilhelmy ego, wiszącej kropli, 3 objętości kropli, 4 ciśnienia kropli, 5 skośnie zorientowanej płytki, 6 wzrastającej kropli, 7 oscylującego strumienia, 8 maksymalnego ciśnienia pęcherzyka gazu [18] W badaniach równowagowego napięcia powierzchniowego najczęściej stosowana jest metoda odrywania pierścienia du Noüya [18, 40]. Pomiar polega na określeniu maksymalnej siły F max potrzebnej do oderwania błony cieczy utworzonej wewnątrz platynowego pierścienia o określonej średnicy R, poruszającego się wzdłuż osi prostopadłej do powierzchni badanego roztworu. Pierścień przymocowany jest do ramienia wagi torsyjnej, umożliwiającej pomiar sił pionowych. Kolejne etapy pomiaru metodą odrywania pierścienia du Noüya przedstawia rys. 7. Gdy pierścień znajduje się w pozycji wyjściowej (1), wartość mierzonej siły jest równa zeru. 91

13 K. Prochaska, M. Bielska, K. Dopierała Następnie pierścień stopniowo przesuwa się w dół i dotyka powierzchni cieczy (). W tym czasie można zaobserwować niewielki wzrost mierzonej wartości z uwagi na występowanie sił kohezji. W kolejnym etapie pomiaru pierścień stopniowo zanurza się w badanej cieczy, dlatego obserwuje się ujemne wartości siły (3). Wreszcie pierścień jest wyciągany z cieczy, przebija się przez jej powierzchnię (4) i kiedy wydostaje się wraz z filmem cieczy na zewnątrz, wartość mierzonej siły wzrasta (6), aż do uzyskania wartości maksymalnej (7). W ostatnim etapie pomiaru wartość mierzonej siły ponownie maleje (8) aż do momentu oderwania filmu cieczy od pierścienia (9). Siła F Czas Rys. 7. Etapy pomiaru równowagowego napięcia powierzchniowego metodą oderwania pierścienia du Noüya [39] Podstawowe równanie opisujące relację pomiędzy maksymalną siłą F max, średnicą pierścienia R i napięciem powierzchniowym γ ma postać: 9 F max = 4 π R f corr γ. (7) Ponieważ siła działająca na pierścień nie jest równoważna napięciu powierzchniowemu, w równaniu (7) wprowadza się współczynnik korygujący f corr. W pomiarach dynamicznego napięcia powierzchniowego w układzie gaz/ciecz najczęściej stosowana jest metoda maksymalnego ciśnienia pęcherzyka powietrza [40]. Zasadę pomiaru ilustruje rys. 8. Podczas pomiaru dynamicznego napięcia powierzchniowego σ D metodą maksymalnego

14 Wybrane fizykochemiczne ciśnienia pęcherzyka powietrza na granicy faz roztwór wodny/powietrze na końcu kapilary (o średnicy wewnętrznej r zanurzonej w badanej cieczy na określoną głębokość) tworzone są pęcherzyki powietrza ze znaną częstotliwością. Promień tworzonego pęcherzyka stopniowo rośnie, a kiedy osiąga wartość równą promieniowi kapilary, ciśnienie powietrza przyjmuje wartość maksymalną p max. Zgodnie z równaniem Laplacea wartość maksymalnego ciśnienia (p max ) i napięcia powierzchniowego (σ D ) są ze sobą skorelowane zgodnie z równaniem (8): σ D ( p ) max p 0 r =, (8) w którym p 0 oznacza ciśnienie hydrostatyczne zależne od głębokości zanurzenia kapilary oraz gęstości badanej cieczy. r Ciśnienie t l t d Czas Rys. 8. Etapy pomiaru dynamicznego napięcia powierzchniowego metodą maksymalnego ciśnienia pęcherzyka powietrza [39] Czas życia pęcherzyka powietrza t l (zwany również czasem życia powierzchni granicy faz) obejmuje okres od rozpoczęcia tworzenia nowego pęcherzyka aż do osiągnięcia przez pęcherzyk promienia równego promieniowi kapilary. W kolejnym etapie powierzchnia pęcherzyka gwałtownie rośnie i w konsekwencji ciśnienie maleje. Czas, który upływa od momentu uzyskania wartości p max do ponownego spadku ciśnienia do wartości minimalnej, nazywany jest czasem martwym t d. 93

15 K. Prochaska, M. Bielska, K. Dopierała 4. Ilościowy opis adsorpcji surfaktantów na granicy faz woda/powietrze Pomiary napięcia powierzchniowego na granicy faz gaz/ciecz lub w układzie dwu niemieszających się cieczy zajmują czołowe miejsce w badaniach zjawisk powierzchniowych. Wprawdzie napięcie powierzchniowe jako wielkość termodynamiczna nie stanowi źródła danych na temat budowy i składu obszaru międzyfazowego, niemniej należy zaznaczyć, że dane eksperymentalne napięcia powierzchniowego pozwalają określić zarówno termodynamiczne, jak i kinetyczne parametry granicy faz płyn/płyn oraz scharakteryzować proces agregacji w roztworze objętościowym. Izotermy napięcia powierzchniowego (rys. 9) ilustrują zmiany, jakie zachodzą na granicy faz oraz wewnątrz roztworu, a więc stopniową adsorpcję związku powierzchniowo czynnego na granicy faz (etap 1), a następnie, po jej wysyceniu (etap ), micelizację wewnątrz roztworu (etap 3). Napięcie powierzchniowe cmc 1 3 Stężenie Rys. 9. Modelowa izoterma napięcia powierzchniowego roztworu surfaktantu Na podstawie doświadczalnie wyznaczonej izotermy napięcia powierzchniowego można określić: 1. Stan wysycenia granicy faz przez cząsteczki adsorbującej się substancji amfifilowej, który ilościowo jest określany przez nadmiar powierzchniowy Γ. Wartość Γ, wyznaczana z równania Gibbsa [41], pozwala wykreślić izotermę adsorpcji (Γ = f(c)) przedstawiającą zależność stężenia powierzchniowego surfaktantu na granicy faz (Γ, mol/m ) i jego stężenia w fazie objętościowej (c, mol/dm 3 ). Wartość Γ, charakteryzująca nadmiar powierzchniowy 94

16 Wybrane fizykochemiczne na nasyconej granicy faz (effectiveness of adsorption) jest miarą wielkości adsorpcji w danym układzie.. Efektywność adsorpcji (efficiency of adsorption) c min, która definiowana jest jako minimalne stężenie substancji amfifilowej w fazie objętościowej konieczne do utworzenia nasyconej granicy faz w danym układzie. Wartość pc min (= log c min ) jest wyznaczana jako punkt przecięcia się dwu asymptot wykreślonych dla izotermy napięcia powierzchniowego w obszarze małych i dużych stężeń substancji w fazie objętościowej. Jeżeli c min jest małe (lub pc min = log c min jest duże), znaczy to, że nasycenie granicy faz zachodzi przy stosunkowo małym stężeniu objętościowym surfaktantu, co wskazuje na jego silne właściwości powierzchniowe. Ponadto mała wartość c min wskazuje, że już przy małym stężeniu objętościowym zpcz nadmiar powierzchniowy jest duży. Stosowane są również dwie inne miary efektywności adsorpcji, a mianowicie stężenie surfaktantu c i w fazie objętościowej, potrzebne do obniżenia napięcia powierzchniowego do określonej wartości γ i, lub napięcie powierzchniowe odpowiadające danemu stężeniu surfaktantu w fazie objętościowej. 3. Powierzchnię cząsteczki w warstwie adsorpcyjnej A, zajmowaną przez zaadsorbowaną cząsteczkę na granicy faz, która związana jest z nadmiarem powierzchniowym Γ. Użytecznym parametrem jest tzw. minimalna powierzchnia A min zajmowana przez zaadsorbowaną cząsteczkę na nasyconej granicy faz. Na podstawie A min można oszacować orientację zaadsorbowanej cząsteczki, upakowanie cząsteczek oraz ich wzajemne oddziaływania w warstwie adsorpcyjnej [4]. 4. Standardową swobodną energię adsorpcji G ads, której wielkość można wyznaczyć z nachylenia początkowej, prostoliniowej części doświadczalnej krzywej, wykreślonej w układzie Π jako funkcja x, w którym Π jest ciśnieniem powierzchniowym (mn/m), a x ułamkiem molowym substancji amfifilowej w fazie objętościowej [43]. Standardowa swobodna energia adsorpcji równa jest różnicy wartości standardowego potencjału chemicznego substancji w fazie objętościowej i na granicy faz. Tak więc G ads daje wgląd w oddziaływania w obszarze międzyfazowym. Największy udział w wartości G ads dla substancji amfifilowych ma hydratacja. 5. Kinetykę adsorpcji. Analiza czasowej zależności napięcia powierzchniowego lub ciśnienia powierzchniowego pozwala wnioskować na temat kinetyki adsorpcji surfaktantu oraz etapu limitującego proces [40]. Z nachylenia prostoliniowej części doświadczalnej krzywej (Π (mn/m) jako funkcja t 0,5 (s 0,5 ), w której t oznacza czas adsorpcji), można oszacować współczynnik dyfuzji. 6. Tworzenie micel. Powszechnie praktykowane jest wyznaczanie krytycznego stężenia micelarnego cmc z przegięcia na wykresie ilu- 95

17 K. Prochaska, M. Bielska, K. Dopierała strującym napięcie powierzchniowe jako funkcja logarytmu stężenia w fazie objętościowej [44]. Krytyczne stężenie micelarne może stanowić daną wyjściową do obliczania termodynamicznych parametrów charakteryzujących przeniesienie surfaktantu z roztworu objętościowego do agregatów miceli. 7. Asocjację przedmicelarną. Wykres zależności napięcia powierzchniowego jako funkcja stężenia, przedstawiony w układzie podwójnie logarytmicznym ma zazwyczaj charakter krzywej składającej się z dwu obszarów prostoliniowych. Zmiana nachylenia krzywych jest spowodowana tworzeniem w układzie asocjatów pierwotnych, złożonych z kilku molekuł. Na podstawie wykresu podwójnie logarytmicznego można określić zarówno krytyczne stężenie asocjacji, jak i liczbę cząsteczek tworzących asocjaty [43]. Taka przedmicelarna asocjacja jest zjawiskiem typowym dla amfifilowych substancji rozpuszczonych w niepolarnych rozpuszczalnikach. 8. Skład mieszanej warstwy adsorpcyjnej oraz charakter i wielkość oddziaływań między cząsteczkami zaadsorbowanymi w mieszanej warstwie adsorpcyjnej [44, 45]. Na podstawie dwu izoterm napięcia międzyfazowego wyznaczonych dla indywidualnych surfaktantów oraz przynajmniej jednej izotermy wyznaczonej dla mieszaniny dwu zpcz o stałym ich stosunku molowym w fazie objętościowej można oszacować powierzchniowe ułamki molowe obu surfaktantów w mieszanej warstwie adsorpcyjnej utworzonej na granicy faz danego układu dwuskładnikowego. Szereg wielkości charakteryzujących aktywność powierzchniową surfaktantów oraz ich zachowanie w fazie objętościowej można oszacować bezpośrednio na podstawie analizy przebiegu doświadczalnie wyznaczonej izotermy napięcia powierzchniowego γ i- = f(c i ) lub γ i- = f(lg c i ). Przykładowo, punkt przecięcia prostych aproksymujących prostoliniowe odcinki eksperymentalnie wyznaczonej izotermy równowagowego napięcia powierzchniowego pozwala wyznaczyć wartość cmc danego surfaktantu (rys. 9). Natomiast w celu wyznaczenia parametrów adsorpcji w badanym układzie, takich jak swobodna energia adsorpcji ( G ads ), stężenie powierzchniowe (Γ ) oraz minimalna powierzchnia zajmowana przez zaadsorbowaną cząsteczkę na nasyconej granicy faz (A min ), należy doświadczalnie wyznaczoną izotermę napięcia powierzchniowego aproksymować odpowiednim równaniem. Na przykład jako zależność aproksymującą można zastosować: równanie Szyszkowskiego [41], izotermę Frumkina [18, 41, 46 48], względnie model reorientacji [46, 53 57]. 96

18 Wybrane fizykochemiczne Równanie Szyszkowskiego Empiryczne równanie Szyszkowskiego opisuje zależność pomiędzy obniżeniem napięcia powierzchniowego przez substancję powierzchniowo czynną, a stężeniem tejże substancji w fazie objętościowej, przy założeniu braku jakichkolwiek oddziaływań pomiędzy zaadsorbowanymi cząsteczkami: Sz c γ = γ0 1 BSz ln + 1. (9) ASz W równaniu (9) γ 0 oznacza napięcie powierzchniowe czystego rozpuszczalnika, tj. dla c = 0, natomiast A Sz i B Sz są to współczynniki równania Szyszkowskiego. Różniczkując równanie (9) względem c i wprowadzając wyrażenie γ c do fundamentalnego równania adsorpcji Gibbsa [41] (10): c γ ( ) i Γ 1 i = RT c, (10) i T, P otrzymuje się wyrażenie (11) na nadmiar powierzchniowy: Γ Sz = γ 0Bc. (11) RT ( c + A) Na podstawie współczynników równania Szyszkowskiego A Sz i B Sz można oszacować wielkości następujących parametrów adsorpcji: a) nadmiar powierzchniowy na nasyconej granicy faz (Γ ): γ 0 B Γ =, (1) RT b) wartość swobodnej energii adsorpcji ( G ads ): G ads = RT ln A, (13) c) minimalną powierzchnię zajmowaną przez statystyczną zaadsorbowaną cząsteczkę na nasyconej granicy faz (A min ): 1 Amin =. (14) Γ N a W równaniach (1) (14) N a oznacza liczbę Avogadro, T temperaturę, a R stałą gazową. 97

19 K. Prochaska, M. Bielska, K. Dopierała Na podstawie oszacowanej wartości A min można wnioskować o orientacji zaadsorbowanych cząsteczek na nasyconej granicy faz, ich upakowaniu oraz wzajemnych oddziaływaniach w warstwie adsorpcyjnej [40]. Izoterma Frumkina Izoterma Frumkina [46 48] opisuje zjawisko adsorpcji monomolekularnej, uwzględniając oddziaływania (przyciągające lub odpychające) między zaadsorbowanymi cząsteczkami. Frumkin zaproponował modyfikację izotermy Langmuira oraz równania Szyszkowskiego, wprowadzając dodatkowy parametr A', który oparty na energii oddziaływań w obrębie monowarstwy adsorpcyjnej opisuje interakcje między zaadsorbowanymi cząsteczkami. Równanie Frumkina ma następującą postać: c c γ F = γ0 1 B ln + 1 A'. (15) A c + A Po zróżniczkowaniu równania (15) oraz wprowadzeniu wyrażenia γ c do izotermy Gibbsa (10) uzyskujemy zależność opisującą nadmiar powierzchniowy w postaci: γ c B = + RT c + A F 0 Γ 3 c AA'. (16) ( c + A) A' jest parametrem określającym nieidealność układu. Parametr A' charakteryzuje wzajemne oddziaływania energetyczne między dwiema sąsiadującymi cząsteczkami związku powierzchniowo czynnego w monowarstwie adsorpcyjnej. Kiedy A' jest ujemne, współoddziaływania mają charakter przyciągający, gdy A' jest dodatnie oddziaływania są odpychające. Natomiast A' = =0 oznacza brak oddziaływań pomiędzy zaadsorbowanymi cząsteczkami warstwy powierzchniowej [46, 47]. Parametr oddziaływań A' odniesiony jest do zmiany energii adsorpcji wraz ze stanem pokrycia powierzchni granicznej układu przez adsorbujące się cząsteczki związku powierzchniowo czynnego. Kiedy A' < 0, wówczas efektywna stała równowagi jest większa niż wynika to z izotermy Langmuira. Ta wyższa aktywność powierzchniowa sugeruje przyciągające oddziaływania między cząsteczkami z subwarstwy i cząsteczkami zaadsorbowanymi na powierzchni. Kiedy A' > 0, efektywna stała równowagi jest mniejsza, co sugeruje odpychające oddziaływania między cząsteczkami znajdującymi się na powierzchni i roztworem bezpośrednio przylegającym do granicy faz [49]. 98

20 Wybrane fizykochemiczne Model reorientacji W przypadku modelu reorientacji zakłada się, że zaadsorbowana cząsteczka może przyjmować dwie orientacje w stosunku do granicy faz [50]. Pierwsza z nich występuje, gdy łańcuch cząsteczki jest pochylony w stosunku do granicy faz, natomiast druga, gdy cząsteczka zorientowana jest prostopadle do granicy faz (rys. 10). Rys. 10. Dwie orientacje cząsteczki surfaktantu na granicy faz woda/powietrze [50] Cząsteczka pochylona w stosunku do granicy faz znajduje się w energetycznie korzystniejszym stanie. Orientacja ta będzie zatem dominować, gdy monowarstwa adsorpcyjna nie jest gęsto upakowana. Natomiast wraz ze wzrostem upakowania rośnie liczba cząsteczek zorientowanych prostopadle do granicy faz, co przedstawiono na rys. 11. Rys. 11. Orientacja cząsteczek surfaktantu w monowarstwie adsorpcyjnej w zależności od stopnia wysycenia granicy faz [51] Model reorientacji przewiduje, że obydwa stany cząsteczki można scharakteryzować za pomocą dwóch różnych wartości powierzchni zajmowanej przez surfaktant na granicy faz: ω 1 i ω, przy czym ω 1 > ω. Ponadto 99

Warunki izochoryczno-izotermiczne

Warunki izochoryczno-izotermiczne WYKŁAD 5 Pojęcie potencjału chemicznego. Układy jednoskładnikowe W zależności od warunków termodynamicznych potencjał chemiczny substancji czystej definiujemy następująco: Warunki izobaryczno-izotermiczne

Bardziej szczegółowo

Substancje powierzchniowo czynne 24.10.2013

Substancje powierzchniowo czynne 24.10.2013 Substancje powierzchniowo czynne 24.10.2013 Budowa spc (surfaktant, tensyd) - są to cząsteczki amfifilowe ogon część hydrofobowa zwykle długi łańcuch alifatyczny (węglowodorowy) głowa część hydrofilowa

Bardziej szczegółowo

Pytania z Wysokosprawnej chromatografii cieczowej

Pytania z Wysokosprawnej chromatografii cieczowej Pytania z Wysokosprawnej chromatografii cieczowej 1. Jak wpłynie 50% dodatek MeOH do wody na retencję kwasu propionowego w układzie faz odwróconych? 2. Jaka jest kolejność retencji kwasów mrówkowego, octowego

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie IX KATALITYCZNY ROZKŁAD WODY UTLENIONEJ

Ćwiczenie IX KATALITYCZNY ROZKŁAD WODY UTLENIONEJ Wprowadzenie Ćwiczenie IX KATALITYCZNY ROZKŁAD WODY UTLENIONEJ opracowanie: Barbara Stypuła Celem ćwiczenia jest poznanie roli katalizatora w procesach chemicznych oraz prostego sposobu wyznaczenia wpływu

Bardziej szczegółowo

Ciśnieniowe techniki membranowe (część 2)

Ciśnieniowe techniki membranowe (część 2) Wykład 5 Ciśnieniowe techniki membranowe (część 2) Opracowała dr Elżbieta Megiel Nanofiltracja (ang. Nanofiltration) NF GMM 200 Da rozmiar molekuły 1 nm, TMM 5 30 atm Membrany jonoselektywne Stopień zatrzymywania:

Bardziej szczegółowo

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak Materiały dydaktyczne na zajęcia wyrównawcze z chemii dla studentów pierwszego roku kierunku zamawianego Inżynieria Środowiska w ramach projektu Era inżyniera pewna lokata na przyszłość Opracowała: mgr

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie 2. Charakteryzacja niskotemperaturowego czujnika tlenu. (na prawach rękopisu)

Ćwiczenie 2. Charakteryzacja niskotemperaturowego czujnika tlenu. (na prawach rękopisu) Ćwiczenie 2. Charakteryzacja niskotemperaturowego czujnika tlenu (na prawach rękopisu) W analityce procesowej istotne jest określenie stężeń rozpuszczonych w cieczach gazów. Gazy rozpuszczają się w cieczach

Bardziej szczegółowo

1. Od czego i w jaki sposób zależy szybkość reakcji chemicznej?

1. Od czego i w jaki sposób zależy szybkość reakcji chemicznej? Tematy opisowe 1. Od czego i w jaki sposób zależy szybkość reakcji chemicznej? 2. Omów pomiar potencjału na granicy faz elektroda/roztwór elektrolitu. Podaj przykład, omów skale potencjału i elektrody

Bardziej szczegółowo

Wykład 10 Równowaga chemiczna

Wykład 10 Równowaga chemiczna Wykład 10 Równowaga chemiczna REAKCJA CHEMICZNA JEST W RÓWNOWADZE, GDY NIE STWIERDZAMY TENDENCJI DO ZMIAN ILOŚCI (STĘŻEŃ) SUBSTRATÓW ANI PRODUKTÓW RÓWNOWAGA CHEMICZNA JEST RÓWNOWAGĄ DYNAMICZNĄ W rzeczywistości

Bardziej szczegółowo

Załącznik 2a do wniosku. o przeprowadzenie postępowania habilitacyjnego

Załącznik 2a do wniosku. o przeprowadzenie postępowania habilitacyjnego Dr Katarzyna Szymczyk Zakład Zjawisk Międzyfazowych Wydział Chemii Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie Załącznik 2a do wniosku o przeprowadzenie postępowania habilitacyjnego Autoreferat w języku

Bardziej szczegółowo

OZNACZANIE ŻELAZA METODĄ SPEKTROFOTOMETRII UV/VIS

OZNACZANIE ŻELAZA METODĄ SPEKTROFOTOMETRII UV/VIS OZNACZANIE ŻELAZA METODĄ SPEKTROFOTOMETRII UV/VIS Zagadnienia teoretyczne. Spektrofotometria jest techniką instrumentalną, w której do celów analitycznych wykorzystuje się przejścia energetyczne zachodzące

Bardziej szczegółowo

Kinetyka reakcji chemicznych. Dr Mariola Samsonowicz

Kinetyka reakcji chemicznych. Dr Mariola Samsonowicz Kinetyka reakcji chemicznych Dr Mariola Samsonowicz 1 Czym zajmuje się kinetyka chemiczna? Badaniem szybkości reakcji chemicznych poprzez analizę eksperymentalną i teoretyczną. Zdefiniowanie równania kinetycznego

Bardziej szczegółowo

POLITECHNIKA GDAŃSKA

POLITECHNIKA GDAŃSKA POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ CHEMICZNY KATEDRA TECHNOLOGII CHEMICZNEJ Ćwiczenia laboratoryjne CHEMIA I TECHNOLOGIA MATERIAŁÓW BARWNYCH USUWANIE BARWNIKÓW ZE ŚCIEKÓW PRZEMYSŁU TEKSTYLNEGO Z WYKORZYSTANIEM

Bardziej szczegółowo

Zadanie 2. (1 pkt) Uzupełnij tabelę, wpisując wzory sumaryczne tlenków w odpowiednie kolumny. CrO CO 2 Fe 2 O 3 BaO SO 3 NO Cu 2 O

Zadanie 2. (1 pkt) Uzupełnij tabelę, wpisując wzory sumaryczne tlenków w odpowiednie kolumny. CrO CO 2 Fe 2 O 3 BaO SO 3 NO Cu 2 O Test maturalny Chemia ogólna i nieorganiczna Zadanie 1. (1 pkt) Uzupełnij zdania. Pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 16 znajduje się w.... grupie i. okresie układu okresowego pierwiastków chemicznych,

Bardziej szczegółowo

SZCZEGÓŁOWE KRYTERIA OCENIANIA Z CHEMII DLA KLASY II GIMNAZJUM Nauczyciel Katarzyna Kurczab

SZCZEGÓŁOWE KRYTERIA OCENIANIA Z CHEMII DLA KLASY II GIMNAZJUM Nauczyciel Katarzyna Kurczab SZCZEGÓŁOWE KRYTERIA OCENIANIA Z CHEMII DLA KLASY II GIMNAZJUM Nauczyciel Katarzyna Kurczab CZĄSTECZKA I RÓWNANIE REKCJI CHEMICZNEJ potrafi powiedzieć co to jest: wiązanie chemiczne, wiązanie jonowe, wiązanie

Bardziej szczegółowo

AKTYWNOŚĆ POWIERZCHNIOWA WYBRANYCH ESTRÓW POLIOLI NA GRANICY FAZ OLEJ/WODA

AKTYWNOŚĆ POWIERZCHNIOWA WYBRANYCH ESTRÓW POLIOLI NA GRANICY FAZ OLEJ/WODA POLITECHNIKA GDAŃSKA, WYDZIAŁ CHEMICZNY KATEDRA TECHNOLOGII TŁUSZCZÓW I DETERGENTÓW mgr inż. Agnieszka KUZIEMSKA ROZPRAWA DOKTORSKA AKTYWNOŚĆ POWIERZCHNIOWA WYBRANYCH ESTRÓW POLIOLI NA GRANICY FAZ OLEJ/WODA

Bardziej szczegółowo

Opracował: dr inż. Tadeusz Lemek

Opracował: dr inż. Tadeusz Lemek Materiały dydaktyczne na zajęcia wyrównawcze z chemii dla studentów pierwszego roku kierunku zamawianego Inżynieria i Gospodarka Wodna w ramach projektu Era inżyniera pewna lokata na przyszłość Opracował:

Bardziej szczegółowo

Wykład 11 Równowaga kwasowo-zasadowa

Wykład 11 Równowaga kwasowo-zasadowa Wykład 11 Równowaga kwasowo-zasadowa JS Skala ph Skala ph ilościowa skala kwasowości i zasadowości roztworów wodnych związków chemicznych. Skala ta jest oparta na aktywności jonów hydroniowych [H3O+] w

Bardziej szczegółowo

Zagadnienia z chemii na egzamin wstępny kierunek Technik Farmaceutyczny Szkoła Policealna im. J. Romanowskiej

Zagadnienia z chemii na egzamin wstępny kierunek Technik Farmaceutyczny Szkoła Policealna im. J. Romanowskiej Zagadnienia z chemii na egzamin wstępny kierunek Technik Farmaceutyczny Szkoła Policealna im. J. Romanowskiej 1) Podstawowe prawa i pojęcia chemiczne 2) Roztwory (zadania rachunkowe zbiór zadań Pazdro

Bardziej szczegółowo

Prowadzący. http://luberski.w.interia.pl telefon PK: 126282746 Pokój 210A (Katedra Biotechnologii i Chemii Fizycznej C-5)

Prowadzący. http://luberski.w.interia.pl telefon PK: 126282746 Pokój 210A (Katedra Biotechnologii i Chemii Fizycznej C-5) Tomasz Lubera dr Tomasz Lubera mail: luberski@interia.pl Prowadzący http://luberski.w.interia.pl telefon PK: 126282746 Pokój 210A (Katedra Biotechnologii i Chemii Fizycznej C-5) Konsultacje: we wtorki

Bardziej szczegółowo

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak Materiały dydaktyczne na zajęcia wyrównawcze z chemii dla studentów pierwszego roku kierunku zamawianego Inżynieria Środowiska w ramach projektu Era inżyniera pewna lokata na przyszłość Opracowała: mgr

Bardziej szczegółowo

SZYBKOŚĆ REAKCJI CHEMICZNYCH. RÓWNOWAGA CHEMICZNA

SZYBKOŚĆ REAKCJI CHEMICZNYCH. RÓWNOWAGA CHEMICZNA SZYBKOŚĆ REAKCJI CHEMICZNYCH. RÓWNOWAGA CHEMICZNA Zadania dla studentów ze skryptu,,obliczenia z chemii ogólnej Wydawnictwa Uniwersytetu Gdańskiego 1. Reakcja między substancjami A i B zachodzi według

Bardziej szczegółowo

Jak mierzyć i jak liczyć efekty cieplne reakcji?

Jak mierzyć i jak liczyć efekty cieplne reakcji? Jak mierzyć i jak liczyć efekty cieplne reakcji? Energia Zdolność do wykonywania pracy lub do produkowania ciepła Praca objętościowa praca siła odległość 06_73 P F A W F h N m J P F A Area A ciśnienie

Bardziej szczegółowo

Para pozostająca w równowadze z roztworem jest bogatsza w ten składnik, którego dodanie do roztworu zwiększa sumaryczną prężność pary nad nim.

Para pozostająca w równowadze z roztworem jest bogatsza w ten składnik, którego dodanie do roztworu zwiększa sumaryczną prężność pary nad nim. RÓWNOWAGA CIECZ-PARA DLA UKŁADÓW DWUSKŁADNIKOWYCH: 1) Zgodnie z regułą faz Gibbsa układ dwuskładnikowy osiąga największą liczbę stopni swobody (f max ), gdy znajduje się w nim najmniejsza możliwa liczba

Bardziej szczegółowo

BIOTECHNOLOGIA W KOSMETOLOGII SŁAWOMIR WIERZBA

BIOTECHNOLOGIA W KOSMETOLOGII SŁAWOMIR WIERZBA BIOTECHNOLOGIA W KOSMETOLOGII SŁAWOMIR WIERZBA TREŚĆ WYKŁADÓW Budowa i biologia skóry. Typy skóry. Funkcje skóry. Układ odpornościowy skóry. Starzenie się skóry. Przenikanie przez skórę. Absorpcja skórna.

Bardziej szczegółowo

DRUGA ZASADA TERMODYNAMIKI

DRUGA ZASADA TERMODYNAMIKI DRUGA ZASADA TERMODYNAMIKI Procesy odwracalne i nieodwracalne termodynamicznie, samorzutne i niesamorzutne Proces nazywamy termodynamicznie odwracalnym, jeśli bez spowodowania zmian w otoczeniu możliwy

Bardziej szczegółowo

LABORATORIUM PODSTAW BUDOWY URZĄDZEŃ DLA PROCESÓW MECHANICZNYCH

LABORATORIUM PODSTAW BUDOWY URZĄDZEŃ DLA PROCESÓW MECHANICZNYCH LABORATORIUM PODSTAW BUDOWY URZĄDZEŃ DLA PROCESÓW MECHANICZNYCH Temat: Badanie cyklonu ZAKŁAD APARATURY PRZEMYSŁOWEJ POLITECHNIKA WARSZAWSKA WYDZIAŁ BMiP 1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie

Bardziej szczegółowo

Wykład 5. przemysłu spożywczego- wykład 5

Wykład 5. przemysłu spożywczego- wykład 5 Wykład spożywczego- wykład Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego 4maja2014 1/1 Układy gaz-ciecz Rozpuszczalnośćwybranychgazówwcieczachw20 o Cw g/100g cieczy CIECZ H 2 N 2 O 2 CO 2 H 2 S

Bardziej szczegółowo

ZADANIA Z CHEMII Efekty energetyczne reakcji chemicznej - prawo Hessa

ZADANIA Z CHEMII Efekty energetyczne reakcji chemicznej - prawo Hessa Prawo zachowania energii: ZADANIA Z CHEMII Efekty energetyczne reakcji chemicznej - prawo Hessa Ogólny zasób energii jest niezmienny. Jeżeli zwiększa się zasób energii wybranego układu, to wyłącznie kosztem

Bardziej szczegółowo

MATERIAŁOZNAWSTWO Wydział Mechaniczny, Mechatronika, sem. I. dr inż. Hanna Smoleńska

MATERIAŁOZNAWSTWO Wydział Mechaniczny, Mechatronika, sem. I. dr inż. Hanna Smoleńska MATERIAŁOZNAWSTWO Wydział Mechaniczny, Mechatronika, sem. I dr inż. Hanna Smoleńska UKŁADY RÓWNOWAGI FAZOWEJ Równowaga termodynamiczna pojęcie stosowane w termodynamice. Oznacza stan, w którym makroskopowe

Bardziej szczegółowo

Podstawowe pojęcia i prawa chemiczne, Obliczenia na podstawie wzorów chemicznych

Podstawowe pojęcia i prawa chemiczne, Obliczenia na podstawie wzorów chemicznych Podstawowe pojęcia i prawa chemiczne, Obliczenia na podstawie wzorów chemicznych 1. Wielkości i jednostki stosowane do wyrażania ilości materii 1.1 Masa atomowa, cząsteczkowa, mol Masa atomowa Atomy mają

Bardziej szczegółowo

BADANIE PARAMETRÓW PROCESU SUSZENIA

BADANIE PARAMETRÓW PROCESU SUSZENIA BADANIE PARAMETRÓW PROCESU SUSZENIA 1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest poznanie budowy i zasady działania suszarki konwekcyjnej z mikrofalowym wspomaganiem oraz wyznaczenie krzywej suszenia dla suszenia

Bardziej szczegółowo

1. Wprowadzenie: dt q = - λ dx. q = lim F

1. Wprowadzenie: dt q = - λ dx. q = lim F PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA W PILE INSTYTUT POLITECHNICZNY Zakład Budowy i Eksploatacji Maszyn PRACOWNIA TERMODYNAMIKI TECHNICZNEJ INSTRUKCJA Temat ćwiczenia: WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA PRZEWODNOŚCI

Bardziej szczegółowo

ARKUSZ 1 POWTÓRZENIE DO EGZAMINU Z CHEMII

ARKUSZ 1 POWTÓRZENIE DO EGZAMINU Z CHEMII ARKUSZ 1 POWTÓRZENIE DO EGZAMINU Z CHEMII Zadanie 1. Na rysunku przedstawiono fragment układu okresowego pierwiastków. Dokoocz zdania tak aby były prawdziwe. Wiązanie jonowe występuje w związku chemicznym

Bardziej szczegółowo

Elektrochemia Wydział SiMR, kierunek IPEiH II rok I stopnia studiów, semestr IV. Treść wykładu

Elektrochemia Wydział SiMR, kierunek IPEiH II rok I stopnia studiów, semestr IV. Treść wykładu Elektrochemia Wydział SiMR, kierunek IPEiH II rok I stopnia studiów, semestr IV dr inż. Leszek Niedzicki Sprawy organizacyjne 30 godzin wykładu Zaliczenie na ostatnim wykładzie Poprawa (jeśli będzie potrzebna)

Bardziej szczegółowo

14. DIAGRAM GIBBSA. Sprawdzono w roku 2014 przez A.Klimek-Turek

14. DIAGRAM GIBBSA. Sprawdzono w roku 2014 przez A.Klimek-Turek 14. DIAGRAM GIBBSA Zagadnienia teoretyczne Reguła faz Gibbsa. Definicja fazy, liczby składników i liczby stopni swobody. Wyznaczenie składu mieszaniny w trójkącie Gibbsa. Izoterma rozpuszczalności (krzywa

Bardziej szczegółowo

Obliczenia stechiometryczne, bilansowanie równań reakcji redoks

Obliczenia stechiometryczne, bilansowanie równań reakcji redoks Obliczenia stechiometryczne, bilansowanie równań reakcji redoks Materiały pomocnicze do zajęć wspomagających z chemii opracował: dr Błażej Gierczyk Wydział Chemii UAM Obliczenia stechiometryczne Podstawą

Bardziej szczegółowo

Czym jest prąd elektryczny

Czym jest prąd elektryczny Prąd elektryczny Ruch elektronów w przewodniku Wektor gęstości prądu Przewodność elektryczna Prawo Ohma Klasyczny model przewodnictwa w metalach Zależność przewodności/oporności od temperatury dla metali,

Bardziej szczegółowo

LABORATORIUM FIZYKI PAŃSTWOWEJ WYŻSZEJ SZKOŁY ZAWODOWEJ W NYSIE. Ćwiczenie nr 2 Temat: Wyznaczenie współczynnika elektrochemicznego i stałej Faradaya.

LABORATORIUM FIZYKI PAŃSTWOWEJ WYŻSZEJ SZKOŁY ZAWODOWEJ W NYSIE. Ćwiczenie nr 2 Temat: Wyznaczenie współczynnika elektrochemicznego i stałej Faradaya. LABOATOIUM FIZYKI PAŃSTWOWEJ WYŻSZEJ SZKOŁY ZAWODOWEJ W NYSIE Ćwiczenie nr Temat: Wyznaczenie współczynnika elektrochemicznego i stałej Faradaya.. Wprowadzenie Proces rozpadu drobin związków chemicznych

Bardziej szczegółowo

Biomimetyka przyroda inspiruje naukowców

Biomimetyka przyroda inspiruje naukowców Jerzy Haber Institute of Catalysis and Surface Chemistry Polish Academy of Sciences Leading National Research Centers Biomimetyka przyroda inspiruje naukowców Ewelina Jarek Dni otwarte 2015 Kraków W nauce

Bardziej szczegółowo

TERMODYNAMIKA I TERMOCHEMIA

TERMODYNAMIKA I TERMOCHEMIA TERMODYNAMIKA I TERMOCHEMIA Termodynamika - opisuje zmiany energii towarzyszące przemianom chemicznym; dział fizyki zajmujący się zjawiskami cieplnymi. Termochemia - dział chemii zajmujący się efektami

Bardziej szczegółowo

Wymagania programowe na poszczególne oceny. Chemia Kl.1. I. Substancje chemiczne i ich przemiany

Wymagania programowe na poszczególne oceny. Chemia Kl.1. I. Substancje chemiczne i ich przemiany Wymagania programowe na poszczególne oceny Chemia Kl.1 I. Substancje chemiczne i ich przemiany Ocena dopuszczająca [1] zna zasady bhp obowiązujące w pracowni chemicznej nazywa sprzęt i szkło laboratoryjne

Bardziej szczegółowo

Projekt Inżynier mechanik zawód z przyszłością współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Projekt Inżynier mechanik zawód z przyszłością współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Zajęcia wyrównawcze z fizyki -Zestaw 4 -eoria ermodynamika Równanie stanu gazu doskonałego Izoprzemiany gazowe Energia wewnętrzna gazu doskonałego Praca i ciepło w przemianach gazowych Silniki cieplne

Bardziej szczegółowo

Test diagnostyczny. Dorota Lewandowska, Lidia Wasyłyszyn, Anna Warchoł. Część A (0 5) Standard I

Test diagnostyczny. Dorota Lewandowska, Lidia Wasyłyszyn, Anna Warchoł. Część A (0 5) Standard I strona 1/9 Test diagnostyczny Dorota Lewandowska, Lidia Wasyłyszyn, Anna Warchoł Część A (0 5) Standard I 1. Przemianą chemiczną nie jest: A. mętnienie wody wapiennej B. odbarwianie wody bromowej C. dekantacja

Bardziej szczegółowo

związek chemiczny obniżający napięcie powierzchniowe wody lub roztworu wodnego. Używana jest również nazwa TENSYD

związek chemiczny obniżający napięcie powierzchniowe wody lub roztworu wodnego. Używana jest również nazwa TENSYD AMFIFIL, ZWIĄZEK AMFIFILOWY - związek chemiczny charakteryzujący się posiadaniem wyraźnie rozdzielonych regionów - hydrofilowego (wodolubnego) - hydrofobowego (wodonierozposzczalnego lipofilnego) Region

Bardziej szczegółowo

Orbitale typu σ i typu π

Orbitale typu σ i typu π Orbitale typu σ i typu π Dwa odpowiadające sobie orbitale sąsiednich atomów tworzą kombinacje: wiążącą i antywiążącą. W rezultacie mogą powstać orbitale o rozkładzie przestrzennym dwojakiego typu: σ -

Bardziej szczegółowo

Katarzyna Czwarnowska*, Sławomir Wysocki** BEZIŁOWA PŁUCZKA POLIAMFOLITYCZNO-SKROBIOWA Z POLIMEREM PT-61 DO PRZEWIERCANIA SKAŁ ILASTYCH***

Katarzyna Czwarnowska*, Sławomir Wysocki** BEZIŁOWA PŁUCZKA POLIAMFOLITYCZNO-SKROBIOWA Z POLIMEREM PT-61 DO PRZEWIERCANIA SKAŁ ILASTYCH*** wiertnictwo nafta gaz TOM 27 ZESZYT 4 2010 Katarzyna Czwarnowska*, Sławomir Wysocki** BEZIŁOWA PŁUCZKA POLIAMFOLITYCZNO-SKROBIOWA Z POLIMEREM PT-61 DO PRZEWIERCANIA SKAŁ ILASTYCH*** 1. Wstęp Przewiercanie

Bardziej szczegółowo

Wewnętrzna budowa materii

Wewnętrzna budowa materii Atom i układ okresowy Wewnętrzna budowa materii Atom jest zbudowany z jądra atomowego oraz krążących wokół niego elektronów. Na jądro atomowe składają się protony oraz neutrony, zwane wspólnie nukleonami.

Bardziej szczegółowo

PODSTAWY OBLICZEŃ CHEMICZNYCH.. - należy podać schemat obliczeń (skąd się biorą konkretne podstawienia do wzorów?)

PODSTAWY OBLICZEŃ CHEMICZNYCH.. - należy podać schemat obliczeń (skąd się biorą konkretne podstawienia do wzorów?) Korozja chemiczna PODSTAWY OBLICZEŃ CHEMICZNYCH.. - należy podać schemat obliczeń (skąd się biorą konkretne podstawienia do wzorów?) 1. Co to jest stężenie molowe? (co reprezentuje jednostka/ metoda obliczania/

Bardziej szczegółowo

Walidacja metod analitycznych Raport z walidacji

Walidacja metod analitycznych Raport z walidacji Walidacja metod analitycznych Raport z walidacji Małgorzata Jakubowska Katedra Chemii Analitycznej WIMiC AGH Walidacja metod analitycznych (według ISO) to proces ustalania parametrów charakteryzujących

Bardziej szczegółowo

WYKŁAD 2 TERMODYNAMIKA. Termodynamika opiera się na czterech obserwacjach fenomenologicznych zwanych zasadami

WYKŁAD 2 TERMODYNAMIKA. Termodynamika opiera się na czterech obserwacjach fenomenologicznych zwanych zasadami WYKŁAD 2 TERMODYNAMIKA Termodynamika opiera się na czterech obserwacjach fenomenologicznych zwanych zasadami Zasada zerowa Kiedy obiekt gorący znajduje się w kontakcie cieplnym z obiektem zimnym następuje

Bardziej szczegółowo

dr hab. inż. Józef Haponiuk Katedra Technologii Polimerów Wydział Chemiczny PG

dr hab. inż. Józef Haponiuk Katedra Technologii Polimerów Wydział Chemiczny PG 4. POLIMERY KRYSTALICZNE dr hab. inż. Józef Haponiuk Katedra Technologii Polimerów Wydział Chemiczny PG Politechnika Gdaoska, 2011 r. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego

Bardziej szczegółowo

Przegląd technologii produkcji tlenu dla bloku węglowego typu oxy

Przegląd technologii produkcji tlenu dla bloku węglowego typu oxy Przegląd technologii produkcji tlenu dla bloku węglowego typu oxy Metody zmniejszenia emisji CO 2 - technologia oxy-spalania Metoda ta polega na spalaniu paliwa w atmosferze o zwiększonej koncentracji

Bardziej szczegółowo

Ładunki elektryczne i siły ich wzajemnego oddziaływania. Pole elektryczne. Copyright by pleciuga@ o2.pl

Ładunki elektryczne i siły ich wzajemnego oddziaływania. Pole elektryczne. Copyright by pleciuga@ o2.pl Ładunki elektryczne i siły ich wzajemnego oddziaływania Pole elektryczne Copyright by pleciuga@ o2.pl Ładunek punktowy Ładunek punktowy (q) jest to wyidealizowany model, który zastępuje rzeczywiste naelektryzowane

Bardziej szczegółowo

CHEMIA klasa 1 Wymagania programowe na poszczególne oceny do Programu nauczania chemii w gimnazjum. Chemia Nowej Ery.

CHEMIA klasa 1 Wymagania programowe na poszczególne oceny do Programu nauczania chemii w gimnazjum. Chemia Nowej Ery. CHEMIA klasa 1 Wymagania programowe na poszczególne oceny do Programu nauczania chemii w gimnazjum. Chemia Nowej Ery. Dział - Substancje i ich przemiany WYMAGANIA PODSTAWOWE stosuje zasady bezpieczeństwa

Bardziej szczegółowo

Przewodnictwo elektryczne roztworów wodnych. - elektrolity i nieelektrolity.

Przewodnictwo elektryczne roztworów wodnych. - elektrolity i nieelektrolity. 1 Przewodnictwo elektryczne roztworów wodnych - elektrolity i nieelektrolity. Czas trwania zajęć: 45 minut Pojęcia kluczowe: - elektrolit, - nieelektrolit, - dysocjacja elektrolityczna, - prąd, - jony.

Bardziej szczegółowo

Nauka o Materiałach. Wykład XI. Właściwości cieplne. Jerzy Lis

Nauka o Materiałach. Wykład XI. Właściwości cieplne. Jerzy Lis Nauka o Materiałach Wykład XI Właściwości cieplne Jerzy Lis Nauka o Materiałach Treść wykładu: 1. Stabilność termiczna materiałów 2. Pełzanie wysokotemperaturowe 3. Przewodnictwo cieplne 4. Rozszerzalność

Bardziej szczegółowo

Wykład FIZYKA I. 5. Energia, praca, moc. http://www.if.pwr.wroc.pl/~wozniak/fizyka1.html. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Wykład FIZYKA I. 5. Energia, praca, moc. http://www.if.pwr.wroc.pl/~wozniak/fizyka1.html. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak Wykład FIZYKA I 5. Energia, praca, moc Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak Instytut Fizyki Politechniki Wrocławskiej http://www.if.pwr.wroc.pl/~wozniak/fizyka1.html ENERGIA, PRACA, MOC Siła to wielkość

Bardziej szczegółowo

ODCZYN WODY BADANIE ph METODĄ POTENCJOMETRYCZNĄ

ODCZYN WODY BADANIE ph METODĄ POTENCJOMETRYCZNĄ ODCZYN WODY BADANIE ph METODĄ POTENCJOMETRYCZNĄ Instrukcja do ćwiczeń opracowana w Katedrze Chemii Środowiska Uniwersytetu Łódzkiego. 1. Wprowadzenie 1.1. Odczyn wody Odczyn roztworu określa stężenie,

Bardziej szczegółowo

Budowa stopów. (układy równowagi fazowej)

Budowa stopów. (układy równowagi fazowej) Budowa stopów (układy równowagi fazowej) Równowaga termodynamiczna Stopy metali są trwałe w stanie równowagi termodynamicznej. Równowaga jest osiągnięta, gdy energia swobodna układu uzyska minimum lub

Bardziej szczegółowo

2.1. Charakterystyka badanego sorbentu oraz ekstrahentów

2.1. Charakterystyka badanego sorbentu oraz ekstrahentów BADANIA PROCESU SORPCJI JONÓW ZŁOTA(III), PLATYNY(IV) I PALLADU(II) Z ROZTWORÓW CHLORKOWYCH ORAZ MIESZANINY JONÓW NA SORBENCIE DOWEX OPTIPORE L493 IMPREGNOWANYM CYANEXEM 31 Grzegorz Wójcik, Zbigniew Hubicki,

Bardziej szczegółowo

Procentowa zawartość sodu (w molu tej soli są dwa mole sodu) wynosi:

Procentowa zawartość sodu (w molu tej soli są dwa mole sodu) wynosi: Stechiometria Każdą reakcję chemiczną można zapisać równaniem, które jest jakościową i ilościową charakterystyką tej reakcji. Określa ono bowiem, jakie pierwiastki lub związki biorą udział w danej reakcji

Bardziej szczegółowo

Czym się różni ciecz od ciała stałego?

Czym się różni ciecz od ciała stałego? Szkła Czym się różni ciecz od ciała stałego? gęstość Czy szkło to ciecz czy ciało stałe? Szkło powstaje w procesie chłodzenia cieczy. Czy szkło to ciecz przechłodzona? kryształ szkło ciecz przechłodzona

Bardziej szczegółowo

Wymagania na poszczególne oceny z chemii w klasie III VII. Węgiel i jego związki z wodorem

Wymagania na poszczególne oceny z chemii w klasie III VII. Węgiel i jego związki z wodorem Wymagania na poszczególne oceny z chemii w klasie III VII. Węgiel i jego związki z wodorem 1 Uczeń: wyjaśnia, czym zajmuje się chemiaorganiczna (2) definiuje pojęcie węglowodory (2) wymienia naturalne

Bardziej szczegółowo

Utylizacja i neutralizacja odpadów Międzywydziałowe Studia Ochrony Środowiska. Ćwiczenie 14. Zastosowanie metod membranowych do oczyszczania ścieków

Utylizacja i neutralizacja odpadów Międzywydziałowe Studia Ochrony Środowiska. Ćwiczenie 14. Zastosowanie metod membranowych do oczyszczania ścieków Utylizacja i neutralizacja odpadów Międzywydziałowe Studia Ochrony Środowiska Ćwiczenie 14 Zastosowanie metod membranowych do oczyszczania ścieków Wstęp teoretyczny Opracowała: dr Elżbieta Megiel 1. Klasyfikacja

Bardziej szczegółowo

Ewa Puszczało. Politechnika Śląska w Gliwicach Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki

Ewa Puszczało. Politechnika Śląska w Gliwicach Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki Ewa Puszczało Politechnika Śląska w Gliwicach Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki Substancje powierzchniowo czynne (SPC) to związki chemiczne, których cząsteczki są zbudowane z 2 elementów o przeciwnym

Bardziej szczegółowo

Biomolekuły (3) Bogdan Walkowiak. Zakład Biofizyki Instytut Inżynierii Materiałowej Politechnika Łódzka. piątek, 7 listopada 2014 Biofizyka

Biomolekuły (3) Bogdan Walkowiak. Zakład Biofizyki Instytut Inżynierii Materiałowej Politechnika Łódzka. piątek, 7 listopada 2014 Biofizyka Wykład 3 Biomolekuły (3) Bogdan Walkowiak Zakład Biofizyki Instytut Inżynierii Materiałowej Politechnika Łódzka 1 Monomery i Polimery (1) Biomolekuły dzielimy na 4 klasy: białka kwasy nukleinowe wielocukry

Bardziej szczegółowo

Produkty Chemiczne Część węglowa

Produkty Chemiczne Część węglowa Politechnika Wrocławska Produkty Chemiczne Część węglowa Ćw. W1 Analiza struktury porowatej węgli aktywnych metodą adsorpcji N 2 w 77K Opracowane przez: dr inż. Krzysztof Kierzek Wrocław 2011 I. WSTĘP

Bardziej szczegółowo

Ćw.6. Badanie własności soczewek elektronowych

Ćw.6. Badanie własności soczewek elektronowych Pracownia Molekularne Ciało Stałe Ćw.6. Badanie własności soczewek elektronowych Brygida Mielewska, Tomasz Neumann Zagadnienia do przygotowania: 1. Budowa mikroskopu elektronowego 2. Wytwarzanie wiązki

Bardziej szczegółowo

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych UNIWERSYTET GDAŃSKI WYDZIAŁ CHEMII Pracownia studencka Katedry Analizy Środowiska Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych Ćwiczenie nr 3 Oznaczanie chlorków metodą spektrofotometryczną z tiocyjanianem rtęci(ii)

Bardziej szczegółowo

Dr hab. inż. Andrzej Marciniak Wydział Budownictwa, Mechaniki i Petrochemii Politechnika Warszawska filia w Płocku ul. Łukasiewicza 17 09-400 Płock tel.: 24 367 22 00 e-mail: a.marciniak@pw.plock.pl Płock,

Bardziej szczegółowo

13. TERMODYNAMIKA WYZNACZANIE ENTALPII REAKCJI ZOBOJĘTNIANIA MOCNEJ ZASADY MOCNYMI KWASAMI I ENTALPII PROCESU ROZPUSZCZANIA SOLI

13. TERMODYNAMIKA WYZNACZANIE ENTALPII REAKCJI ZOBOJĘTNIANIA MOCNEJ ZASADY MOCNYMI KWASAMI I ENTALPII PROCESU ROZPUSZCZANIA SOLI Wykonanie ćwiczenia 13. TERMODYNAMIKA WYZNACZANIE ENTALPII REAKCJI ZOBOJĘTNIANIA MOCNEJ ZASADY MOCNYMI KWASAMI I ENTALPII PROCESU ROZPUSZCZANIA SOLI Zadania do wykonania: 1. Wykonać pomiar temperatury

Bardziej szczegółowo

WYDZIAŁ LABORATORIUM FIZYCZNE

WYDZIAŁ LABORATORIUM FIZYCZNE 1 W S E i Z W WARSZAWIE WYDZIAŁ LABORATORIUM FIZYCZNE Ćwiczenie Nr 3 Temat: WYZNACZNIE WSPÓŁCZYNNIKA LEPKOŚCI METODĄ STOKESA Warszawa 2009 2 1. Podstawy fizyczne Zarówno przy przepływach płynów (ciecze

Bardziej szczegółowo

K raków 26 ma rca 2011 r.

K raków 26 ma rca 2011 r. K raków 26 ma rca 2011 r. Zadania do ćwiczeń z Podstaw Fizyki na dzień 1 kwietnia 2011 r. r. dla Grupy II Zadanie 1. 1 kg/s pary wo dne j o ciśnieniu 150 atm i temperaturze 342 0 C wpada do t urbiny z

Bardziej szczegółowo

Informacja do zadań 1. 2. Woda morska zawiera średnio 3,5% soli.

Informacja do zadań 1. 2. Woda morska zawiera średnio 3,5% soli. Informacja do zadań 1. 2. Woda morska zawiera średnio 3,5% soli. Zadanie 1. (0.1) Które zdanie jest prawdziwe? A. W 100 g wody morskiej znajduje się 3,5 g soli. B. W 103,5 g wody morskiej znajduje się

Bardziej szczegółowo

LABORATORIUM FIZYKI PAŃSTWOWEJ WYŻSZEJ SZKOŁY ZAWODOWEJ W NYSIE. Ćwiczenie nr 3 Temat: Wyznaczenie ogniskowej soczewek za pomocą ławy optycznej.

LABORATORIUM FIZYKI PAŃSTWOWEJ WYŻSZEJ SZKOŁY ZAWODOWEJ W NYSIE. Ćwiczenie nr 3 Temat: Wyznaczenie ogniskowej soczewek za pomocą ławy optycznej. LABORATORIUM FIZYKI PAŃSTWOWEJ WYŻSZEJ SZKOŁY ZAWODOWEJ W NYSIE Ćwiczenie nr 3 Temat: Wyznaczenie ogniskowej soczewek za pomocą ławy optycznej.. Wprowadzenie Soczewką nazywamy ciało przezroczyste ograniczone

Bardziej szczegółowo

Odpowiedź:. Oblicz stężenie procentowe tlenu w wodzie deszczowej, wiedząc, że 1 dm 3 tej wody zawiera 0,055g tlenu. (d wody = 1 g/cm 3 )

Odpowiedź:. Oblicz stężenie procentowe tlenu w wodzie deszczowej, wiedząc, że 1 dm 3 tej wody zawiera 0,055g tlenu. (d wody = 1 g/cm 3 ) PRZYKŁADOWE ZADANIA Z DZIAŁÓW 9 14 (stężenia molowe, procentowe, przeliczanie stężeń, rozcieńczanie i zatężanie roztworów, zastosowanie stężeń do obliczeń w oparciu o reakcje chemiczne, rozpuszczalność)

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie 5: Wymiana masy. Nawilżanie powietrza.

Ćwiczenie 5: Wymiana masy. Nawilżanie powietrza. 1 Część teoretyczna Powietrze wilgotne układ złożony z pary wodnej i powietrza suchego, czyli mieszaniny azotu, tlenu, wodoru i pozostałych gazów Z punktu widzenia różnego typu przemian skład powietrza

Bardziej szczegółowo

1. Odpowiedź c) 2. Odpowiedź d) Przysłaniając połowę soczewki zmniejszamy strumień światła, który przez nią przechodzi. 3.

1. Odpowiedź c) 2. Odpowiedź d) Przysłaniając połowę soczewki zmniejszamy strumień światła, który przez nią przechodzi. 3. 1. Odpowiedź c) Obraz soczewki będzie zielony. Każdy punkt obrazu powstaje przez poprowadzenie promieni przechodzących przez wszystkie części soczewki. Suma czerwonego i zielonego odbierana jest jako kolor

Bardziej szczegółowo

Komputerowe wspomaganie projektowanie leków

Komputerowe wspomaganie projektowanie leków Komputerowe wspomaganie projektowanie leków wykład VI Prof. dr hab. Sławomir Filipek Grupa BIOmodelowania Uniwersytet Warszawski, Wydział Chemii oraz Centrum Nauk Biologiczno-Chemicznych Cent-III www.biomodellab.eu

Bardziej szczegółowo

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ UNIWERSYTET KAZIMIERZA WIELKIEGO Instytut Mechaniki Środowiska i Informatyki Stosowanej PRACOWNIA SPECJALISTYCZNA INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ Nr ćwiczenia TEMAT: Wyznaczanie porowatości objętościowej przez zanurzenie

Bardziej szczegółowo

HETEROGENICZNOŚĆ STRUKTURALNA ORAZ WŁAŚCIWOŚCI ADSORPCYJNE ADSORBENTÓW NATURALNYCH

HETEROGENICZNOŚĆ STRUKTURALNA ORAZ WŁAŚCIWOŚCI ADSORPCYJNE ADSORBENTÓW NATURALNYCH Uniwersytet Mikołaja Kopernika Monografie Wydziału Chemii MYROSLAV SPRYNSKYY HETEROGENICZNOŚĆ STRUKTURALNA ORAZ WŁAŚCIWOŚCI ADSORPCYJNE ADSORBENTÓW NATURALNYCH (KLINOPTYLOLIT, MORDENIT, DIATOMIT, TALK,

Bardziej szczegółowo

ROBOCZA I CAŁKOWITA ZDOLNOŚD WYMIENNA JONITU

ROBOCZA I CAŁKOWITA ZDOLNOŚD WYMIENNA JONITU Fizykochemiczne metody w ochronie środowiska - laboratorium Katedra Technologii Chemicznej, Uniwersytet Ekonomiczny we Wrocławiu ROBOCZA I CAŁKOWITA ZDOLNOŚD WYMIENNA JONITU Definicje Całkowita zdolnośd

Bardziej szczegółowo

ciało stałe ciecz gaz

ciało stałe ciecz gaz Trzy stany skupienia W przyrodzie substancje mogą występować w trzech stanach skupienia: stałym, ciekłym i gazowym. Ciała stałe mają własny określoną objętość i kształt, który trudno zmienić. Zmiana kształtu

Bardziej szczegółowo

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak Materiały dydaktyczne na zajęcia wyrównawcze z chemii dla studentów pierwszego roku kierunku zamawianego Inżynieria Środowiska w ramach projektu Era inżyniera pewna lokata na przyszłość Opracowała: mgr

Bardziej szczegółowo

- Metody analityczne w przemyśle kosmetycznym - Ćwiczenie 4

- Metody analityczne w przemyśle kosmetycznym - Ćwiczenie 4 Ćwiczenie 4 Temat: Związki powierzchniowo czynne. Oznaczanie zawartości substancji kationowo i anionowo czynnych metodą bezpośredniego dwufazowego miareczkowania ręcznego. Cel ćwiczenia: Zapoznanie z metodą

Bardziej szczegółowo

SEPARATOR POWIETRZA. LECHAR www.lechar.com.pl. Art. SPR2. Przeznaczenie i zastosowanie

SEPARATOR POWIETRZA. LECHAR www.lechar.com.pl. Art. SPR2. Przeznaczenie i zastosowanie Przeznaczenie i zastosowanie Wykorzystywany jest do ciągłego usuwania powietrza nagromadzonego w obwodach hydraulicznych systemów grzewczych i chłodzących. Wydajność pracy separatora SPR2 jest bardzo wysoka.

Bardziej szczegółowo

Ruch drgający i falowy

Ruch drgający i falowy Ruch drgający i falowy 1. Ruch harmoniczny 1.1. Pojęcie ruchu harmonicznego Jednym z najbardziej rozpowszechnionych ruchów w mechanice jest ruch ciała drgającego. Przykładem takiego ruchu może być ruch

Bardziej szczegółowo

Podstawy chemii. dr hab. Wacław Makowski. Wykład 1: Wprowadzenie

Podstawy chemii. dr hab. Wacław Makowski. Wykład 1: Wprowadzenie Podstawy chemii dr hab. Wacław Makowski Wykład 1: Wprowadzenie Wspomnienia ze szkoły Elementarz (powtórka z gimnazjum) Układ okresowy Dalsze wtajemniczenia (liceum) Program zajęć Podręczniki Wydział Chemii

Bardziej szczegółowo

Wpływ warunków separacji ropy na wielkość jej wydobycia

Wpływ warunków separacji ropy na wielkość jej wydobycia NAFTA-GAZ styczeń 2011 ROK LXVII Józef Such Instytut Nafty i Gazu, Oddział Krosno Wpływ warunków separacji ropy na wielkość jej wydobycia Wstęp W warunkach panującego w otworze wysokiego ciśnienia ropa

Bardziej szczegółowo

Fizyka Termodynamika Chemia reakcje chemiczne

Fizyka Termodynamika Chemia reakcje chemiczne Termodynamika zajmuje się badaniem efektów energetycznych towarzyszących procesom fizykochemicznym i chemicznym. Termodynamika umożliwia: 1. Sporządzanie bilansów energetycznych dla reakcji chemicznych

Bardziej szczegółowo

Materiały budowlane - systematyka i uwarunkowania właściwości użytkowych

Materiały budowlane - systematyka i uwarunkowania właściwości użytkowych Materiały budowlane - systematyka i uwarunkowania właściwości użytkowych Kompozyty Większość materiałów budowlanych to materiały złożone tzw. KOMPOZYTY składające się z co najmniej dwóch składników występujących

Bardziej szczegółowo

TYPY REAKCJI CHEMICZNYCH

TYPY REAKCJI CHEMICZNYCH 1 REAKCJA CHEMICZNA: TYPY REAKCJI CHEMICZNYCH REAKCJĄ CHEMICZNĄ NAZYWAMY PROCES, W WYNIKU KTÓREGO Z JEDNYCH SUBSTANCJI POWSTAJĄ NOWE (PRODUKTY) O INNYCH WŁAŚCIWOŚCIACH NIŻ SUBSTANCJE WYJŚCIOWE (SUBSTRATY)

Bardziej szczegółowo

RECENZJA. rozprawy doktorskiej mgr inż. Justyny Ulatowskiej pt.: Adsorpcja arsenu na sorbentach mineralnych

RECENZJA. rozprawy doktorskiej mgr inż. Justyny Ulatowskiej pt.: Adsorpcja arsenu na sorbentach mineralnych Rzeszów, 25 sierpnia, 2015 r. RECENZJA rozprawy doktorskiej mgr inż. Justyny Ulatowskiej pt.: Adsorpcja arsenu na sorbentach mineralnych Praca Pani mgr inż. Jolanty Ulatowskiej pt.: Adsorpcja arsenu na

Bardziej szczegółowo

DESTYLACJA JAKO METODA WYODRĘBNIANIA I OCZYSZCZANIA ZWIĄZKÓW CHEMICZNYCH

DESTYLACJA JAKO METODA WYODRĘBNIANIA I OCZYSZCZANIA ZWIĄZKÓW CHEMICZNYCH DESTYLCJ JKO METOD WYODRĘNINI I OCZYSZCZNI ZWIĄZKÓW CHEMICZNYCH Zakres materiału: - metody rozdzielania substancji, - destylacja - charakter wykorzystywanych zjawisk, typy destylacji, zastosowanie, charakterystyka

Bardziej szczegółowo

LABORATORIUM OPTYKI GEOMETRYCZNEJ

LABORATORIUM OPTYKI GEOMETRYCZNEJ LABORATORIUM OPTYKI GEOMETRYCZNEJ POMIAR OGNISKOWYCH SOCZEWEK CIENKICH 1. Cel dwiczenia Zapoznanie z niektórymi metodami badania ogniskowych soczewek cienkich. 2. Zakres wymaganych zagadnieo: Prawa odbicia

Bardziej szczegółowo

RÓWNOWAGI KWASOWO-ZASADOWE W ROZTWORACH WODNYCH

RÓWNOWAGI KWASOWO-ZASADOWE W ROZTWORACH WODNYCH RÓWNOWAGI KWASOWO-ZASADOWE W ROZTWORACH WODNYCH Większość reakcji chemicznych (w tym również procesy zachodzące w środowisku naturalnym) przebiegają w roztworach wodnych. Jednym z ważnych typów reakcji

Bardziej szczegółowo

Elementy chemii obliczeniowej i bioinformatyki Zagadnienia na egzamin

Elementy chemii obliczeniowej i bioinformatyki Zagadnienia na egzamin Elementy chemii obliczeniowej i bioinformatyki Zagadnienia na egzamin 1. Zapisz konfigurację elektronową dla atomu helu (dwa elektrony) i wyjaśnij, dlaczego cząsteczka wodoru jest stabilna, a cząsteczka

Bardziej szczegółowo

OFERTA TEMATÓW PROJEKTÓW DYPLOMOWYCH (MAGISTERSKICH) do zrealizowania w Katedrze INŻYNIERII CHEMICZNEJ I PROCESOWEJ

OFERTA TEMATÓW PROJEKTÓW DYPLOMOWYCH (MAGISTERSKICH) do zrealizowania w Katedrze INŻYNIERII CHEMICZNEJ I PROCESOWEJ OFERTA TEMATÓW PROJEKTÓW DYPLOMOWYCH (MAGISTERSKICH) do zrealizowania w Katedrze INŻYNIERII CHEMICZNEJ I PROCESOWEJ Badania kinetyki utleniania wybranych grup związków organicznych podczas procesów oczyszczania

Bardziej szczegółowo

Wewnętrzny stan bryły

Wewnętrzny stan bryły Stany graniczne Wewnętrzny stan bryły Bryła (konstrukcja) jest w równowadze, jeżeli oddziaływania zewnętrzne i reakcje się równoważą. P α q P P Jednak drugim warunkiem równowagi jest przeniesienie przez

Bardziej szczegółowo