Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Ерітінді мен газ және сұйықтық арасындағы адсорбция.






Бетті-активтік заттар (БАЗ)

Жеке сұ йық тық ү шін біз беттік керілуді қ арастырғ ан болатынбыз. Онда сұ йық тық тың кө лемі мен бетінің қ ұ рамы бірдей болғ андық тан белгілі бір температура мен бө ліну беті ү шін (мысалы сұ йық тық тың буымен) беттік керілуі - тұ рақ ты жә не қ арастырып отырғ ан сұ йық тық ты сипаттайтын шама. Ерітінділер ү шін беттік керілу еріткіштің табиғ аты, температура, екінші жанасатын фазаның табиғ атына жә не еріген заттың табиғ аты мен мө лшеріне, яғ ни ерітіндінің концентрациясына тә уелді болатын кү рделі шама. Ерітіндінің беттік керілуіне бө лу беттерінде болатын адсорбция қ ұ былыстары да кү шті ә серін тигізеді.

Беттік еркін энергия F бет (S) пен беттік керілудің (σ) кө бейтіндісіне тең:

F=S·σ

Сондық тан беттік еркін энергия иә беттің кішіреюінің нә тижесінде, иә беттік керілуінің азаюының нә тижесінде ғ ана азаюы мү мкін. Ерітінділер жә не коллоидтық химияның т.б. кө птеген қ ұ былыстары ү шін F кемуінің екінші жолының маң ызы зор. Мысал ү шін кө птеген заттар еру арқ ылы еріткіштің беттік керілуін азайтады.

Ерітіндідегі еритін заттарды сұ йық тық пен ауа арасындағ ы бетте адсорбциялану қ абілетіне байланысты екіге бө луге болады:

а) бетті-активтік заттар (БАЗ).

ә) бетті-активтік емес заттар (БАЕЗ).

Бетті-активтік заттар бетте жиналатын болғ андық тан, оң адсорбция болады, яғ ни Г> 0. Бұ лай болу ү шін бетті-активтік заттардың беттік керілуі еріткіштің беттік керілуінен кіші болу керек: σ < σ 0 (бұ лай болмағ ан жағ дайда БАЗ бетте жиналуы термодинамикалық қ олайсыз) жә не олар еріткіште аздап қ ана еру керек. Егер БАЗ еріткіште жақ сы ерісе ол беттен еріткіштің кө леміне еніп кеткен болар еді. Сонымен БАЗ бен еріткіштің молекулаларының арасындағ ы ә рекеттесу ә рқ ашанда еріткіштің арасындағ ы ә рекеттесуден ә лсіздеу болады. Сондық тан БАЗ кө лемнен бетке қ арай итеріліп, бетте жиналады. Осының нә тижесінде Г> 0. Осы себепті бетте молекула аралық ә рекеттесу болғ андық тан беттің беттік керілуі кемиді. Су ү шін кө птеген органикалық қ осылыстар БАЗ бола алады. Мысалы органикалық ү лкен радикалдары бар қ ышқ ылдар, олардың тұ здары (сабындар), сульфоқ ышқ ылдар жә не олардың тұ здары, спирттер, аминдер т.б. Кө птеген БАЗ-дың ө здеріне тә н ерекшеліктерінің бірі - олардың дифильдік болып келуі, яғ ни олардың молекулаларының екі бө ліктен тұ руы. Полярлық топ жә не полярлық емес кө мірсутек радикалдарынан тұ рады. Бұ дан былай БАЗ-дың дифильдік молекулаларын былайша кө рсетеміз:

 

немесе

Мұ ндағ ы нү кте (дө ң гелек) полярлық (топты, топшаны), ал сызық ша полярлық емес радикалды кө рсетеді.

Бетті-активтік емес заттар (БАЕЗ) (кейде оларды беттік инактивті заттар дейді). Олар беттен кө лемге қ арай ұ мтылатын болғ андық тан теріс адсорбцияны байқ ауғ а болады, яғ ни Г< 0. БАЕЗ-дың беттік керілуі кө бінде таза еріткіштердің беттік керілуінен кө п шама, оның ү стіне олар жақ сы еритін болғ андық тан олар кө лемге тарайды. Басқ аша айтқ анда БАЕЗ-дың молекулаларымен еріткіштің молекулаларының арасындағ ы ә рекеттесу еріткіштің молекулаларының арасындағ ы ә рекеттесуден ә рқ ашанда жоғ ары, міне осының нә тижесінде олар ерітіндінің кө леміне тарайды.

Су ү шін БАЕЗ - кө бінде бейорганикалық электролиттер - қ ышқ ылдар, сілтілер, тұ здар. Бұ лардың молекулаларында гидрофобтық бө ліктері жоқ, суда жақ сы еріп онымен гидратталатын иондар береді.

Органикалық заттардан су ү шін БАЕЗ-ғ а иондалатын жә не молекулаларының полярлы емес бө лігі жоқ болатын, иә ө те аз болатын заттар жатады. Бұ ндай заттарғ а мысалы ү шін қ ұ мырсқ а қ ышқ ылы жә не аминдік сірке қ ышқ ылы сияқ ты заттар жатады.

Кейбір заттар еріткіште ерігенде оның беттік керілуін ө згертпейді, олар бет пен кө лемде бірдей тарайды, яғ ни Г=0. Ә рине мұ ндай заттардың беттік керілуі еріткіштің беттік керілуімен бірдей не оғ ан жуық шама болады. Беттік керілуді ө згертпейтін заттарды беттік индиференттік заттар (БИЗ) деп атайды. Мысалы су ү шін - сахароза, қ анттың судағ ы ерітіндісі судың беттік керілуін ө згертпейді. Алайда қ ант су мен ауаның арасындағ ы беттік керілуді ө згертпегенмен, су мен қ атты дене немесе басқ а сұ йық тық тың арасында олардың беттік керілуін ө згертетінін айта кеткен жө н. Ә рине соң ғ ы жағ дайлар ү шін қ ант БАЗ болып есептелінеді.

Ерітіндідегі беттік керілудің еріген заттың табиғ аты мен концентрациясына тә уелділігін 2.1 - суреттен кө руге болады. Бұ ндағ ы 1-қ исық БАЗ-дың изотермасы, 2-қ исық БАЕЗ-дың изотермасы, 3-қ исық БИЗ-дың изотермасы. 1 қ исық тан БАЗ-дың концентрациясы ө скен сайын алғ ашқ ы кезде беттік керілу ө те тез кемісе, кейіннен абциссағ а параллель болатынын байқ ауғ а болады. Оны былайша тү сіндіруге болады. Алғ ашқ ы кезде сұ йық тық пен ауаның бө лу бетінде БАЗ болмағ андық тан БАЗ-дың молекулалары бетке кетеді де беттің беттік керілуін кемітеді.

Белгілі бір концентрацияда БАЗ молекулалары бетті толық жабады да олардың ә рі қ арай адсорбциялануына кедергі жасайды. Соның нә тижесінде абциссағ а параллель учаскені байқ ауғ а болады, яғ ни бұ л беттік керілудің концентрацияғ а ө те аз байланыста болатын жағ дайы. Ал аралық жағ дайғ а беттік керілудің кемуінде аралық мә ні сә йкес келеді. Ал 2-қ исық тан беттік керілудің БАЕЗ-дың концентрациясының ө суіне байланысты аздап кө бейетіндігін байқ ауғ а болады. БАЕЗ-дың беттік керілуі ерігіштік беттік керілуінен кө п болғ андық тан жә не олардың еріткіште жақ сы еритіндігінен олар кө лемге кетеді. Міне осы себепті беттік керілудің аздап ө сетіндігін байқ аймыз.

 

 

c

2.1-сурет. Ерітіндінің беттік керілуінің σ еріген заттың табиғ аты мен концентрациясына тә уелділігі.

 

3-қ исық тан заттың концентрациясы ө скен сайын беттік керілудің ө згермейтінін байқ ауғ а болады, яғ ни қ исық абциссағ а параллель, ө йткені еріген заттың беттік керілуі еріткіштің беттік керілуі мен бірдей (иә шамалас). Заттардың бетті-активтік болуы олардың табиғ атына ғ ана емес, сонымен қ атар (ортаның) еріткіштің табиғ атына да байланысты болады. Мысалы суда кө птеген заттар беттік активтік қ асиет кө рсетеді. Ө йткені судың беттік керілуі кө пшілік сұ йық тық тардың беттік керілуінен кө п шама (73 эрг/см2). Ал спирттерді алып қ арасақ олардың беттік керілуі судың беттік керілуінен аз (22 эрг/см2). Сол себепті суда бетті- активтік қ асиет кө рсететін заттар спиртте бетті-активтік емес болады.


Поделиться с друзьями:

mylektsii.su - Мои Лекции - 2015-2024 год. (0.007 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал