قاعده ترابه، تفسیر و مثال های گویا. قانون Duclos-Traube. معادله تعمیم یافته تئوری دوبینین پر شدن حجم ریز منافذ، موارد خاص این معادله
این قانون در محلول های سری همولوگ سورفکتانت کار می کند و به صورت زیر فرموله می شود:
با افزایش طول رادیکال هیدروکربنی توسط یک گروه CH 2 فعالیت سطحی در سری همولوگ 3-3.5 برابر افزایش می یابد.
بیایید این قانون را به صورت گرافیکی نشان دهیم:
شکل 2.21. ایزوترم کشش سطحی (a) و جذب (b) محلول های سورفکتانت از همان سری همولوگ (1،2،3 - تعداد گروه های -CH) 2 - در رادیکال هیدروکربنی)
توجه داشته باشید که مقدار جی ∞ برای یک سری همولوگ باقی می ماند دائمی. این با این واقعیت توضیح داده می شود که ظرفیت تک لایه در این مورد فقط به مساحت اشغال شده توسط مولکول سورفکتانت در این لایه بستگی دارد. در سری کربوکسیلیک اسیدها، الکل ها، این ناحیه با اندازه گروه قطبی تعیین می شود که برای کل سری سورفکتانت ها یکسان است.
این قانون برای سورفکتانت های واقعا محلول رعایت می شود. زیرا فعالیت سطحی برای سیستم های بی نهایت رقیق تعیین می شود، توضیح وابستگی آن به طول رادیکال هیدروکربنی آسان است. هر چه رادیکال طولانی تر باشد، مولکول سورفکتانت قوی تر از محلول آبی رانده می شود، زیرا ادغام یک رادیکال در آب، ΔG را افزایش می‌دهد و فرآیند آمدن مولکول‌ها به سطح از نظر انرژی بسیار مطلوب است.
معادله شیشکوفسکی ( * )
برای مورد جذب مولکول های سورفکتانت در مرز فاز، هر دو معادله جذب پیشنهادی بر روی یک سطح همگن می تواند استفاده شود. بیایید آنها را با یکدیگر مقایسه کنیم:
=
(2.56)
متغیرها را از هم جدا کنید و این معادلات را ادغام کنید:
,
(2.57)
, (2.58)
از آنجایی که در محلول های سورفکتانت به دلیل فعالیت سطحی بالای آنها، مقادیر جذب مطلق وجود دارد آتقریبا برابر با جذب بیش از حد است جی، بنابراین معادله به دست آمده را می توان به شکل زیر نوشت:. (2.59)
معادله حاصل نامیده می شود معادلات شیشکوفسکی. در ابتدا، به طور تجربی توسط او برای توصیف وابستگی کشش سطحی به غلظت سورفکتانت استخراج شد:
معادله (2.60) شامل ضرایب B و A است که معنای فیزیکی آن از معادله مشتق شده فوق (2.59) قابل مشاهده است.
رابطه بین کشش سطحی و جذب را می توان در معادله ردیابی کرد فرومکین (*) :
, (2.61)
که از آن نتیجه می شود که برای جذب یکسان، همه همولوگ ها کشش سطحی را با مقدار یکسان Δσ کاهش می دهند.
تفاوت در فعالیت سطحی در سری همولوگ سورفکتانت ها به دلیل خواص جذب متفاوت آنها است، به عنوان مثال. همان مقدار G برای سورفکتانت های با زنجیره کوتاه در C به طور قابل توجهی بالاتر از سورفکتانت های زنجیره بلند به دست می آید. اما اگر غلظت همولوگ ها به حدی باشد که جذب آنها یکسان باشد، آنگاه σ را کاهش می دهند به همان میزان
تعیین تجربی ابعاد هندسی یک مولکول سورفکتانت
اجازه دهید نشان دهیم که با دانستن مقدار ظرفیت ظرفیت تک لایه، می توانیم محاسبه کنیم اس o- منطقه اشغال شده توسط گروه قطبی و δ - طول رادیکال هیدروکربنی مولکول سورفکتانت. داده های محاسبه شده را می توان با سایر روش های تعیین شده به طور مستقل مقایسه کرد.
,
منطقه اشغال شده توسط گروه قطبی 
(2.62)
حجم اشغال شده توسط یک مولکول V 1 = δ اس o (2.63)
جرم مولی یک تک لایه را می توان با فرمول تعیین کرد:
M=ρ δاس o ن آ , (2.64)
جایی که ρ چگالی سورفکتانت است، N a عدد آووگادرو (*) است. و از
S o *N a \u003d 1 / G ∞ ، سپس طول رادیکال هیدروکربنی را می توان بر اساس معادله تعیین کرد:
. (2.65)
بررسی‌های تجربی متعدد معادله حاصل، تطابق خوبی بین مقادیر δ محاسبه‌شده از معادله بالا و اندازه‌گیری‌شده با روش‌های دیگر نشان داد.
ویژگی های ساختار لایه سطحی فاز.
فاز میانی حاوی یک یا چند لایه مولکولی
ویژگی ها:
- در داخل حجم یک ماده خالص، تمام نیروهای برهمکنش بین مولکولی متعادل هستند
- حاصل تمام نیروهای وارد بر مولکول های سطحی به داخل مایع هدایت می شود
- اگر نسبت بین توده بدن و سطح به نفع توده بدن باشد، پدیده های سطحی ناچیز هستند.
- پدیده های سطحی زمانی اهمیت پیدا می کنند که ماده در حالت تکه تکه یا به شکل نازک ترین لایه (فیلم) باشد.
فلش 1 سانتی متر 3 10 -7، S = 6000 متر مربع
1 میلی متر فلش خون 4 - 5 میلیون گلبول قرمز. فلش 1 لیتر> سلول های 30 mlr، S = 1000 متر مربع
آلوئول های S = 800 -1000 متر مربع؛ مویرگ های کبدی S = 600 متر مربع
انرژی سطحی گیبس
σ – کشش سطحی
کاهش انرژی گیبس:
با کاهش سطح (ذرات درشت)
با کاهش کشش سطحی (جذب)
403)کشش سطحی
کار انجام شده برای ایجاد یک واحد سطح
واحدهای J/m2
نیروی وارد بر واحد طول خطی که سطح مایع را محدود می کند و در جهت کاهش این سطح هدایت می شود.
واحد N/m2
وابستگی کشش سطحی به ماهیت مواد، دما و فشار.
کشش سطحی مایعات با افزایش دما کاهش می یابد و نزدیک به دمای بحرانی صفر می شود. با افزایش فشار، کشش سطحی در سطح مشترک مایع و گاز کاهش می یابد، زیرا غلظت مولکول ها در فاز گاز افزایش می یابد و نیرو کاهش می یابد. مواد محلول می توانند افزایش، کاهش و عملاً بر کشش عملی مایعات تأثیر بگذارند. کشش سطحی در سطح مشترک مایع و مایع به ماهیت فازهای مجاور بستگی دارد. هر چه بیشتر، نیروی برهمکنش مولکولی بین مولکول‌های غیرمشابه کمتر باشد.
روش های اندازه گیری کشش سطحی یک مایع
روش کندن حلقه از سطح مایع
روش شمارش تعداد قطرات حجم معینی از مایع آزمایش که از مویرگ جاری می شود (استالاگمتری)
روش تعیین فشار لازم برای جدا کردن حباب هوا از مویین غوطه ور در مایع (روش Rehbinder)
روش اندازه گیری ارتفاع بالا آمدن مایعی در مویین که دیواره های آن به خوبی توسط آن خیس می شود.
توزیع ماده محلول بین لایه سطحی و حجم فاز.
از نظر تئوری، می توان سه مورد از توزیع ماده محلول بین لایه سطحی و حجم فاز را تصور کرد: 1) غلظت ماده محلول در لایه سطحی بیشتر از حجم فاز است 2) غلظت ماده محلول در لایه سطحی کمتر از حجم فازها است.
طبقه بندی مواد محلول بر اساس تأثیر آنها بر کشش سطحی مایع (آب).
طبقه بندی 1) محلول در تنش کمتر p-la. الکل ها، به شما 2) محتوای محلول مقداری سدیم را افزایش می دهد. Inorg to- you، پایه ها، نمک ها. ساکارز.
معادله گیبس برای توصیف جذب مواد محلول. تجزیه و تحلیل معادلات.
Г=-(C/RT)*(∆σ/∆C). G-مقدار جذب سطحی محلول. فعالیت Δσ/∆C-pov in-va تجزیه و تحلیل: ∆σ/∆C=0، Г=0. این NVD است. ∆σ/∆C>0، G<0-поверхностно инактивные в-ва. ∆σ/∆C<0, Г>0- سورفکتانت
ساختار مولکولی و خواص سورفکتانت ها
sv-va: حلالیت محدود
کشش سطحی کمتری نسبت به مایعات دارند
به طور چشمگیری خواص سطحی مایع را تغییر دهید
ساختار: آمفیفیلیک - بخش‌های مختلف مولکول با رابطه متفاوتی با حلال مشخص می‌شوند.
خواص آبگریز: رادیکال هیدروکربنی
خواص آب دوست: OH، NH 2، SO 3 H
طبقه بندی سورفکتانت ها، نمونه ها
مولکولی یا غیر یونی - الکل ها، صفرا، پروتئین ها
آنیونی یونی - صابون ها، اسیدهای سولفونیک و نمک های آنها، اسیدهای کربوکسیلیک
کاتیونی یونی - پایه های آلی حاوی نیتروژن و نمک های آنها
تأثیر ماهیت سورفکتانت ها بر فعالیت سطحی آنها. قانون Duclos-Traube.
افزایش طول زنجیره توسط یک رادیکال - CH 2 - توانایی جذب اسیدهای چرب را 3.2 برابر افزایش می دهد.
فقط برای محلول های رقیق و برای دماهای نزدیک به دمای اتاق قابل استفاده است، زیرا دفع با افزایش دما افزایش می یابد
خواندن:
|
همانطور که قبلاً ذکر شد، مولکول‌های مواد فعال سطحی (سورفکتانت‌ها) که می‌توانند در سطح مشترک محلول-گاز جذب شوند، باید آمفیفیلیک باشند، یعنی دارای بخش‌های قطبی و غیر قطبی باشند.
بخش قطبی مولکول های سورفکتانت می تواند گروه هایی با گشتاور دوقطبی به اندازه کافی بزرگ باشد: -СООН، - ОН، -NH 2، - SH، -CN، -NO 2.-СNS،
CHO، -SO 3 N.
بخش غیر قطبی مولکول سورفکتانت معمولاً رادیکال های آلیفاتیک یا معطر هستند. طول رادیکال هیدروکربنی به شدت بر فعالیت سطحی مولکول تأثیر می گذارد.
Duclos و سپس Traube، با مطالعه کشش سطحی محلول های آبی سری همولوگ اسیدهای چرب اشباع، دریافتند که فعالیت سطحی این مواد در سطح مشترک محلول-هوا بیشتر است، هر چه رادیکال هیدروکربنی طولانی تر باشد. علاوه بر این، هنگامی که رادیکال هیدروکربنی توسط یک گروه - CH 2 - گسترش می یابد، فعالیت سطحی 3-3.5 برابر (به طور متوسط 3.2 برابر) افزایش می یابد. این مقام به نام معروف شد قانون Duclos-Traube .
عبارت دیگر آنبه موارد زیر خلاصه می شود: با افزایش تصاعدی زنجیره اسیدهای چرب، فعالیت سطحی به طور تصاعدی افزایش می یابد.
دلیل (معنای فیزیکی) چنین وابستگی که ابتدا توسط دوکلوس و سپس به شکل کلی تر توسط تراب ایجاد شد چیست؟ در این واقعیت نهفته است که با افزایش طول زنجیره، حلالیت اسید چرب کاهش می یابد و در نتیجه، تمایل مولکول های آن به حرکت از حجم به لایه سطحی افزایش می یابد. به عنوان مثال، اسید بوتیریک از همه جهات با آب قابل اختلاط است، اسید والریک تنها یک محلول 4٪ می دهد، تمام اسیدهای چرب دیگر، با وزن مولکولی بالاتر، حتی کمتر در آب حل می شوند.
قانون Duclos-Traube، همانطور که بعداً مشخص شد، نه تنها برای اسیدهای چرب، بلکه برای سایر سورفکتانت هایی که سری های همولوگ، الکل ها، آمین ها و غیره را تشکیل می دهند نیز مشاهده می شود. توجیه نظری (ترمودینامیکی) آن توسط لانگمویر ارائه شده است.
هنگامی که یک سورفکتانت به آب وارد می شود، زنجیره های هیدروکربنی عملاً غیر هیدراته کننده، مولکول های آب را از هم جدا می کنند و در ساختار آن ادغام می شوند. برای انجام این کار، باید در برابر نیروهای مولکولی کار کرد، زیرا برهمکنش بین مولکول های آب بسیار بیشتر از بین مولکول های آب و مولکول های سورفکتانت است. فرآیند معکوس - انتشار مولکول های سورفکتانت به سطح سطحی با جهت گیری زنجیره های هیدروکربنی در فاز غیر قطبی گاز - به طور خود به خود با کاهش انرژی گیبس سیستم و "به دست آوردن" کار جذب اتفاق می افتد. هر چه رادیکال هیدروکربنی طولانی‌تر باشد، تعداد مولکول‌های آب بیشتر از هم جدا میشود و تمایل مولکول‌های سورفکتانت به سطح بیشتر میشود. جذب آنها و کار جذب بیشتر است. کار جذب هنگامی که زنجیره توسط یک پیوند - CH 2 - گسترش می یابد با همان مقدار افزایش می یابد که منجر به افزایش ثابت تعادل جذب (ضریب جذب K) به همان تعداد بار (3.2 برابر در 20 درجه سانتیگراد) می شود. این به نوبه خود منجر به افزایش فعالیت سطحی تا 3.2 برابر می شود.
لازم به ذکر است که با این فرمول، قانون Duclos-Traube فقط برای محلول های آبی و برای دمای نزدیک به دمای اتاق رعایت می شود.
برای محلول‌های سورفکتانت‌های مشابه در حلال‌های غیرقطبی، قانون Duclos-Traube معکوس میشود: با افزایش طول رادیکال هیدروکربنی، حلالیت سورفکتانت‌ها افزایش می‌یابد و آنها تمایل دارند از لایه سطحی به محلول عبور کنند.
با بیشتر دمای بالامیانگین فاکتور 3،2 کاهش می یابد، تمایل به وحدت در حد: با افزایش دما، فعالیت سطحی در نتیجه دفع مولکولی کاهش می یابد و تفاوت بین فعالیت سطحی اعضای سری همولوگ هموار می شود.
1. محلول های 0.2، 0.1، 0.05، 0.025 و 0.0125 M از سه الکل (یا اسیدهای آلی) آماده کنید. یک سری همولوگ.
2. مقادیر کشش سطحی آنها را با استفاده از دستگاه و روش Rebinder تعیین کنید، نتایج و محاسبات را در جدول 3.6 یادداشت کنید.
3. ایزوترم های کشش سطحی تمام محلول های سورفکتانتی را که از یک سری همولوگ استفاده کردید، روی یک نمودار رسم کنید.
4. از نمودار، فعالیت های سطحی Ds/DC همه محلول ها را برای تمام غلظت ها از نمودارهای خطی اولیه محاسبه کنید.
5. نسبت فعالیت های سطحی نزدیکترین همسایگان سری همولوگ را محاسبه کنید.
6. در مورد امکان سنجی قانون Duclos-Traube نتیجه گیری کنید.
جدول 3.6.
| راه حل ها | با، mol/l | P \u003d h 2 - h 1 | s، روز / سانتی متر | Ds/DC |
| 0 | P o = | s o = | ||
| 0,0125 | ||||
| 0,025 | ||||
| 0,05 | ||||
| 0,1 | ||||
| 0,2 | ||||
| 0,0125 | ||||
| 0,025 | ||||
| 0,05 | ||||
| 0,1 | ||||
| 0,2 | ||||
| 0,0125 | ||||
| 0,025 | ||||
| 0,05 | ||||
| 0,1 | ||||
| 0,2 |
سوالات کنترلی:
قبل از انجام کار:
1. هدف کار را تدوین کنید.
2. روش اندازه گیری برای تعیین کشش سطحی با روش Rehbinder را شرح دهید.
3. روش تعیین فعالیت سطحی محلول های سورفکتانت و محاسبه جذب بر اساس گیبس را به ما بگویید.
4. روش و محاسبات برای بررسی امکان سنجی قانون Duclos-Traube را توضیح دهید.
برای محافظت از کار خود:
1. کشش سطحی ...
2. عوامل موثر بر کشش سطحی مایعات را مشخص کنید.
3. آیا در کشش سطحی آب نرم و سخت که نمونه های آن در دمای یکسان هستند تفاوتی وجود دارد؟ پاسخت رو توجیه کن.
4. تفاوت دو اصطلاح «جذب» و «جذب» را توضیح دهید. نمونه هایی از جذب و جذب بیاورید.
5. نمودارهایی از وابستگی جذب به غلظت یک سورفکتانت در دماهای T 1 و T 2 رسم کنید، با توجه به اینکه T 2< Т 1.
6. نمودارهایی از وابستگی کشش سطحی به غلظت یک سورفکتانت در دماهای T 1 و T 2 ترسیم کنید، با توجه به اینکه T 2 > T 1.
7. مساحت هر مولکول آنیلین C 6 H 5 NH 2 را در مرز آن با هوا تعیین کنید، اگر جذب محدود کننده آنیلین G ¥ = 6.0 10 -9 kmol / m 2 باشد.
8-فرآیندی را مثال بزنید که در آن کشش سطحی آب به صفر می رسد.
9. از محدوده ترکیبات زیر، آنهایی را انتخاب کنید که کشش سطحی آب را افزایش می دهند: NaOH، NH 4 OH، C 6 H 5 NH 2، CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -COOH، CH 3 -CH 2 ONa، KCNS
10. فعالیت های سطحی الکل های اتیل (CH 3 - CH 2 OH ) و بوتیل ( CH 3 - CH 2 - CH 2 - CH 2 OH) با غلظت یکسان (در غلظت های پایین) چقدر متفاوت است.
11. کدام یک از ترکیبات زیر در غلظت یکسان دارای بالاترین میزان جذب است: HCOOH، CH 3 -COOH یا CH 3 -CH 2 -COOH؟ پاسخت رو توجیه کن.
کروماتوگرافی گازی
روش کروماتوگرافی برای جداسازی مخلوطی از مواد به این صورت است که مواد تشکیل دهنده مخلوط به همراه یک گاز حامل غیر جاذب در امتداد سطح جاذب حرکت می کنند. فاز ثابت) و فرآیندهای جذب و دفع این مواد به طور مداوم رخ می دهد. فاز ساکن به صورت نازل در لوله ای به نام ستون کروماتوگرافی قرار می گیرد که تمام مواد پذیرفته شده باید از آن عبور کنند و پس از آن در خروجی ستون توسط آشکارساز کروماتوگرافی ثبت می شوند. حرکت مواد در امتداد ستون فقط همراه با جریان گاز حامل اتفاق می افتد، در حالی که در حالت جاذب آنها به صورت جهت حرکت نمی کنند. بنابراین، هر چه میانگین «عمر» مولکول‌های یک ماده مجزا در حالت جذب شده بیشتر باشد، میانگین سرعت آنها در طول ستون کمتر میشود. شکل 3.1 کروماتوگرام ثبت شده توسط آشکارساز را برای مخلوطی از چهار ماده نشان می دهد.
برنج. 4.1 کروماتوگرام معمولی مخلوطی از چهار ماده.
فلش در شکل 4.1 لحظه ورود مخلوط به جریان گاز حامل در ورودی ستون را نشان می دهد. کل زمان عبور ماده از ستون ( زمان ماندگاری ) تو مجموع زمان حرکت با گاز حامل است t0و کل زمان صرف شده در حالت جذب شده تی آر (زمان نگهداری تصحیح شده):
t u = t o + t R 4.1
t 0 برای همه مواد یکسان است، زیرا آنها در امتداد ستون همراه با گاز حامل با سرعت خطی آن u 0 حرکت می کنند. از آنجایی که حفظ مواد در حالت جذب شده به دلیل برهمکنش مولکول های مواد جدا شده با مولکول های فیلم مایع (کروماتوگرافی پارتیشن) یا سطح فاز جامد (کروماتوگرافی جذبی) اتفاق می افتد، بنابراین tR به ماهیت فاز ساکن بستگی دارد. اجزای مخلوط که در انرژی برهمکنش با یک فاز ثابت معین متفاوت هستند، مقادیر متفاوتی از tR خواهند داشت. به عنوان مثال، انرژی این فعل و انفعالات برای مشتقات هیدروکربن ها با طول زنجیره هیدروکربنی و حضور گروه های عاملی تعیین می شود، بنابراین، مقدار زمان ماند اصلاح شده t R برابر است با ویژگی کیفیماده داده شده در شرایط آزمایشی ثابت: دما و سرعت حجمی گاز حامل (w ).
متوسط سرعت خطحرکت جزء i ام مخلوط در طول ستون u i = l/t u ، جایی که ل- طول ستون، توصیف شده توسط معادله اصلی:
4.2
u 0 - سرعت گاز حامل؛
- ضریب هانری، یعنی. ضریب توزیع ماده i بین فازهای ثابت و گاز.
C a و C به ترتیب غلظت ماده در این فازها در حالت تعادل هستند.
نسبت فاز نامیده می شود و برابر است با نسبت حجم V a فاز ساکنی که در آن جذب اتفاق می افتد به حجم فاز متحرک (گاز) در ستون. V = wt o., w سرعت حجمی گاز حامل است
.
با توجه به اینکه Г i برای مواد مختلفمخلوط ها با یکدیگر متفاوت هستند، حرکت آنها در طول ستون با سرعت های متوسط مختلف اتفاق می افتد، که منجر به جدایی آنها می شود. مواد غیر جاذب و همچنین گاز حامل تمام طول ستون را در زمان t 0 عبور می دهند. بدین ترتیب،
, 4.З
آن ها 
, 4.4
جایی که
, 4.5
ضرب ضلع راست و چپ در w، ما گرفتیم
, 4.6
وی آر- حجم نگهداری اصلاح شده ، فقط به حجم فاز ساکن در ستون و ضریب هانری بستگی دارد. حجم باقی مانده نسبی دو جزء 1 و 2 که برابر است، به V a بستگی ندارد، بلکه فقط به ماهیت مواد و دما بستگی دارد.
, 4.7
بنابراین، حجم نسبی حفظ شده قابل تکرارترین ویژگی کیفی یک ماده در مقایسه با tu، tR و VR است.
شیمی فیزیکی و کلوئیدی
چکیده سخنرانی برای دانشجویان دانشکده زیست شناسی دانشگاه فدرال جنوبی (RSU)
4.1 پدیده های سطحی و جذب
4.1.2 جذب در رابط محلول-بخار
در محلول های مایع، کشش سطحی σ تابعی از غلظت املاح است. روی انجیر شکل 4.1 سه وابستگی احتمالی کشش سطحی را به غلظت محلول نشان می دهد (به اصطلاح ایزوترم های کشش سطحی). موادی که افزودن آنها به حلال باعث کاهش کشش سطحی می شود نامیده می شوند فعال سطحی(سورفکتانت ها)، موادی که افزودن آنها باعث افزایش یا عدم تغییر کشش سطحی می شود - غیر فعال سطحی(PIAV).
برنج. 4.1ایزوترم های سطحی برنج. 4.2ایزوترم جذب
کشش محلول های PIAV (1، 2) و سورفکتانت در رابط محلول-بخار
سورفکتانت (3)
کاهش کشش سطحی و در نتیجه، انرژی سطحی در نتیجه جذب سورفکتانت در سطح مشترک مایع-بخار رخ می دهد، یعنی. این واقعیت که غلظت سورفکتانت در لایه سطحی محلول بیشتر از عمق محلول است.
اندازه گیری کمی جذب در سطح مشترک محلول-بخار است سطح اضافی G (گاما)، برابر با تعداد مول های املاح در لایه سطحی است. رابطه کمی بین جذب (زیاد سطحی) یک املاح و تغییر کشش سطحی محلول با افزایش غلظت محلول تعیین می کند. ایزوترم جذب گیبس:
نمودار ایزوترم جذب سورفکتانت در شکل 1 نشان داده شده است. 4.2. از معادله (IV.5) نتیجه می شود که جهت فرآیند - غلظت یک ماده در لایه سطحی یا برعکس، حضور آن در حجم فاز مایع - با علامت مشتق d σ /dС تعیین می شود. مقدار منفی این مشتق مربوط به تجمع ماده در لایه سطحی (G > 0) است، مقدار مثبت مربوط به غلظت کمتر ماده در لایه سطحی در مقایسه با غلظت آن در قسمت عمده محلول است.
مقدار g \u003d -d σ / dС نیز فعالیت سطحی املاح نامیده می شود. فعالیت سطحی سورفکتانت ها در غلظت معینی از C1 به صورت گرافیکی با رسم مماس بر ایزوترم کشش سطحی در نقطه C = C1 تعیین می شود. در این حالت، فعالیت سطحی از نظر عددی برابر با مماس شیب مماس بر محور غلظت است:
به راحتی می توان دریافت که با افزایش غلظت، فعالیت سطحی سورفکتانت ها کاهش می یابد. بنابراین، فعالیت سطحی یک ماده معمولاً در غلظت بی نهایت کوچک محلول تعیین می شود. در این مورد، مقدار آن، که g o نشان داده می شود، تنها به ماهیت سورفکتانت و حلال بستگی دارد. Traube و Duclos با بررسی کشش سطحی محلول های آبی مواد آلی، قانون کلی زیر را برای سری همولوگ سورفکتانت ها ایجاد کردند:
در هر سری همولوگ در غلظت های پایین، طویل شدن زنجیره کربن توسط یک گروه CH2 فعالیت سطحی را با ضریب 3-3.5 افزایش می دهد.
برای محلول های آبی اسیدهای چرب، وابستگی کشش سطحی به غلظت توسط روش تجربی توصیف شده است. معادله شیشکوفسکی :
(IV.6a)
در اینجا b و K ثابت های تجربی هستند و مقدار b برای کل سری همسانی یکسان است و مقدار K برای هر عضو بعدی سری 3-3.5 برابر افزایش می یابد.
برنج. 4.3جهت گیری محدود مولکول های سورفکتانت در لایه سطحی
مولکول‌های بیشتر سورفکتانت‌ها ساختار آمفی‌فیلی دارند، یعنی. شامل یک گروه قطبی و یک رادیکال هیدروکربنی غیر قطبی است. مکان چنین مولکول هایی در لایه سطحی از نظر انرژی بسیار مطلوب است، در شرایطی که مولکول ها توسط گروه قطبی به فاز قطبی (مایع قطبی) و گروه غیر قطبی به فاز غیر قطبی (گاز یا مایع غیرقطبی) جهت گیری کنند. در غلظت کم محلول، حرکت حرارتی جهت گیری مولکول های سورفکتانت را مختل می کند. با افزایش غلظت، لایه جذب اشباع شده و لایه ای از مولکول های سورفکتانت با جهت "عمودی" روی سطح مشترک تشکیل می شود (شکل 4.3). تشکیل چنین لایه تک مولکولی با حداقل مقدار کشش سطحی محلول سورفکتانت و حداکثر مقدار جذب G مطابقت دارد (شکل 4.1-4.2). با افزایش بیشتر غلظت سورفکتانت در محلول، کشش سطحی و جذب تغییر نمی کند.
حق چاپ © S. I. Levchenkov، 1996 - 2005.
کتاب راهنمای شیمیدان 21
شیمی و فناوری شیمیایی
Duclos Traube، قانون
قانون Duclos-Traube را تدوین کنید و معنای فیزیکی آن را توضیح دهید. در چه ساختاری از لایه های سطحی این قانون رعایت می شود برگشت پذیری این قانون چقدر است
معنای فیزیکی قانون Duclos-Traube
سورفکتانت های کلوئیدی فعالیت سطحی بالایی از خود نشان می دهند که عمدتاً به طول رادیکال هیدروکربنی بستگی دارد. افزایش طول رادیکال توسط یک گروه. -CH2- منجر به افزایش فعالیت سطحی تقریباً 3.2 برابر می شود (قانون Duclos-Traube). این قانون عمدتاً برای سورفکتانت های واقعا محلول رعایت می شود. از آنجایی که فعالیت سطحی توسط رقت بی نهایت سیستم تعیین می شود، توضیح وابستگی آن به طول رادیکال هیدروکربنی آسان است. هر چه رادیکال طولانی تر باشد، مولکول سورفکتانت قوی تر از محلول آبی رانده می شود (حلالیت کاهش می یابد).
عبارت حاصل برای نسبت r (n-s) / r (u) منعکس کننده قانون Duclos-Traube است.
این قانون فقط برای محلول های آبی سورفکتانت ها رعایت می شود. برای محلول‌های سورفکتانت در حلال‌های غیرقطبی، فعالیت سطحی با افزایش طول رادیکال هیدروکربنی کاهش می‌یابد (برعکس قانون Duclos-Traube).
کل تنوع وابستگی کشش سطحی به غلظت را می توان با منحنی های سه نوع نشان داد (شکل 43). سورفکتانت ها با منحنی های نوع 1 مشخص می شوند. سورفکتانت ها قطبی کمتری نسبت به حلال هستند و کشش سطحی کمتری نسبت به حلال دارند. شدت برهمکنش مولکول های حلال با مولکول های سورفکتانت کمتر از مولکول های حلال با یکدیگر است. در رابطه با آب، یک حلال قطبی، سورفکتانت ها ترکیبات آلی هستند که از یک رادیکال هیدروکربنی (بخش آبگریز یا اولئوفیل) و یک گروه قطبی (بخش آب دوست) اسیدهای کربوکسیلیک، نمک های آنها، الکل ها، آمین ها تشکیل شده اند. این ساختار آمفیفیلیک مولکول است انگسورفاکتانت. زنجیره های هیدروکربنی که ممان دوقطبی دائمی ندارند آبگریز هستند، با مولکول های آب ضعیف تر از یکدیگر برهمکنش می کنند و به سطح رانده می شوند. بنابراین، مواد آلی که گروه قطبی ندارند (مثلاً پارافین ها، نفتن ها) عملاً در آب نامحلول هستند. گروه های قطبی مانند -OH، -COOH، -NH و غیره میل ترکیبی بالایی برای آب دارند، به خوبی هیدراته می شوند و وجود چنین گروهی در مولکول حلالیت سورفکتانت را تعیین می کند. بنابراین، حلالیت سورفکتانت ها در آب به طول رادیکال هیدروکربنی بستگی دارد (حلالیت با افزایش طول در سری همولوگ کاهش می یابد). به عنوان مثال، اسیدهای کربوکسیلیک i - C4 بی نهایت در آب محلول هستند، حلالیت اسیدهای C5 - C12 با افزایش تعداد اتم های C به طور قابل توجهی کاهش می یابد و زمانی که طول زنجیره هیدروکربنی بیشتر از i2 باشد، عملا نامحلول هستند. افزایش طول رادیکال هیدروکربنی یک مولکول سورفکتانت توسط یک گروه CHa منجر به افزایش فعالیت سطحی با ضریب 3.2-3.5 می شود (این قانون قانون Duclos-Traube نامیده می شود).
ایده‌های لانگمویر در مورد جذب همچنین توضیح قانون معروف Duclos-Traube (1878) را ممکن می‌سازد، که مانند معادله شیشکوفسکی، به طور تجربی برای محلول‌های اسیدهای چرب پایین‌تر ایجاد شد. بر اساس این قاعده، نسبت غلظت دو همولوگ همسایه که با A یکسان مطابقت دارند، ثابت و تقریباً برابر با 3.2 است. بر اساس معادله شیشکوفسکی می توان به همین نتیجه رسید. برای همولوگ های n و (n + 1) از (4.42) داریم
معادله (39) وابستگی فعالیت احتراق سطحی را به طول رادیکال هیدروکربنی اشباع شده مستقیم نشان می دهد و در اصل، شامل نظمی است که به عنوان قانون Duclos-Traube شناخته می شود. در واقع، برای ترم (n + 1) سری، می توانیم بنویسیم
مطابق با رابطه (42)، مقدار ضریب قاعده Duclos-Trauber p به مقدار افزایش LS بستگی دارد. کاهش این مقدار منجر به کاهش تفاوت در فعالیت سطحی همولوگ ها می شود و بالعکس.
طبق نظر لانگمویر، قانون Duclos-Traube را می توان به شرح زیر توجیه کرد. فرض کنید ضخامت لایه سطحی برابر با O باشد. سپس میانگین غلظت در این لایه 0/0 خواهد بود. از ترمودینامیک مشخص شده است که حداکثر کار مورد نیاز A برای فشرده سازی یک گاز از حجم Fi به حجم Vit می تواند به صورت نمایش داده شود.
نسبت (VI. 37) منعکس کننده قانون Duclos-Traube است. این مقدار ثابت است و برای محلول های آبی در دمای 20 درجه سانتیگراد 3.2 است. در دماهای غیر از 20 درجه سانتی گراد، ثابت مقادیر دیگری دارد. فعالیت سطحی نیز با ثابت موجود در معادله لانگمویر (یا معادله شیشکوفسکی) متناسب است، زیرا Kr = KAoo (III. 17) و ظرفیت Loo تک لایه برای یک سری همولوگ معین ثابت است. برای محیط های آلی، قانون Duclos-Traube معکوس می شود؛ فعالیت سطحی با افزایش طول رادیکال هیدروکربنی سورفاکتانت کاهش می یابد.
به راحتی می توان دریافت که معادلات (76) و (77) شبیه معادله (39) بیان کننده قانون Duclos-Traube هستند. این نشان دهنده رابطه بین خواص حجمی و سطحی محلول های سورفکتانت است و بر مشترک بودن پدیده های جذب و تشکیل میسل تأکید می کند. در واقع، در سری همولوگ سورفکتانت‌ها، مقدار CMC تقریباً به نسبت معکوس فعالیت سطحی تغییر می‌کند، به طوری که نسبت CMC همولوگ‌های همسایه با ضریب قانون Duclos-Traube مطابقت دارد.
از این معادله می توان دریافت که وقتی زنجیره هیدروکربنی توسط گروه CH2 گسترش می یابد، کار جذب باید با یک مقدار ثابت افزایش یابد. این بدان معناست که در غلظت‌های پایین، که در آن فقط قانون Duclos-Traube رعایت میشود، همه گروه‌های CH در زنجیره نسبت به سطح موقعیت یکسانی را اشغال می‌کنند، که تنها زمانی ممکن است که زنجیره‌ها موازی سطح باشند، یعنی روی آن دراز بکشند. بعداً در این بخش به مسئله جهت گیری مولکول های سورفکتانت در لایه سطحی باز خواهیم گشت.
یعنی G نسبت معکوس دارد حالا قانون Duclos-Traube به صورت نوشته خواهد شد
قانون Duclos-Traube، همانطور که در بالا فرموله شد، در دمای نزدیک به دمای اتاق برآورده می شود. در دماهای بالاتر، نسبت 3.2 کاهش می یابد و به وحدت گرایش پیدا می کند، زیرا با افزایش دما فعالیت سطحی در نتیجه دفع مولکول ها کاهش می یابد و تفاوت بین فعالیت سطحی همولوگ ها هموار می شود.
با این حال، این توضیح با این واقعیت که مقادیر Goo اندازه‌گیری شده روی همان اجسام به جای خوابیده، با وضعیت ایستاده مولکول‌ها مطابقت دارد و به همین دلیل تقریباً مستقل از n هستند، مطابقت دارد. برای از بین بردن این تناقض، فرض میشود که در یک پر شدن کوچک لایه، زمانی که قانون Duclos-Traube مطابق با سطح مولکول‌ها افزایش می‌یابد. بالا آمدن اما بدیهی است که چنین تفسیری با کاربرد دقیق ایزوترم لانگمویر، که در آن گو یک مقدار ثابت مستقل از درجه پر شدن لایه جذب فرض میشود، ناسازگار است.
میزان رعایت قانون Duclos-Traube برای سری همولوگ اسیدهای چرب را می توان از داده های جدول مشاهده کرد. V، 4. قانون Duclos-Traube نه تنها برای اسیدهای چرب، بلکه برای سایر سری های همولوگ - الکل ها، آمین ها و غیره نیز رعایت می شود.
فرمول دیگری از قانون Duclos-Traube این است که وقتی طول زنجیره اسیدهای چرب به صورت تصاعدی افزایش می یابد، فعالیت سطحی به طور تصاعدی افزایش می یابد. رابطه مشابهی باید در زمانی که مولکول دراز است و برای مقدار jA مشاهده شود، زیرا فعالیت سطحی مواد در غلظت های به اندازه کافی پایین با ثابت مویرگی خاص متناسب است.
همچنین لازم به ذکر است که قانون Duclos-Traube فقط برای محلول های آبی سورفکتانت ها رعایت می شود. برای محلول های مواد مشابه در حلال های غیر قطبی، قانون Duclos-Traube معکوس می شود، زیرا با افزایش
در تقریب اول همچنین می توان فرض کرد که هر چه محیط بهتر جاذب را حل کند، جذب در این محیط بدتر است. این ماده یکی از دلایل برگرداندن قانون Duclos-Traube است. بنابراین، هنگامی که جذب یک اسید چرب روی یک جاذب آبدوست (مثلا سیلیکاژل) از یک محیط هیدروکربنی (مثلاً از بنزن) اتفاق می‌افتد، جذب با افزایش وزن مولکولی اسید افزایش نمی‌یابد، همانطور که از قانون Duclos-Traube نشان داده میشود، اما کاهش می‌یابد، زیرا اسیدهای چرب غیر پوللوآمیز بالاتر، بهتر است.
واضح است که چنین تغییری از قانون Duclos-Traube را نمی توان در جاذب های غیر متخلخل با سطوح صاف مشاهده کرد.
قانون Duclos-Traube
قانون Duclos-Traube برای سورفکتانت های محلول در طیف وسیعی از غلظت ها، از محلول های رقیق شروع شده و با حداکثر اشباع لایه های سطحی پایان می یابد. در این مورد، ضریب Traube را می توان به عنوان نسبت غلظت های مربوط به اشباع لایه سطحی بیان کرد.
قاعده Duclos-Traube یک نظری مهم و ارزش عملی. این نشان دهنده جهت درست در سنتز سورفکتانت های بسیار فعال با زنجیره های بلند است.
چگونه قانون Duclos-Traube فرموله می شود چگونه می توان آن را نوشت: ایزوترم های کشش سطحی دو همولوگ همسایه با تعداد اتم های کربن n و n- چگونه به نظر می رسند -
ارتباط بین ثابت های موجود در معادله شیشکوفسکی و ساختار مولکول های سورفکتانت را می توان با مراجعه به الگوی ایجاد شده توسط Duclos و Traube ایجاد کرد. Duclos دریافت که توانایی سورفکتانت ها برای کاهش کشش سطحی آب در سری های همولوگ با افزایش تعداد اتم های کربن افزایش می یابد. تراب مشاهدات دوکلوس را تکمیل کرد. رابطه بین فعالیت سطحی و تعداد اتم‌های کربن یافت شده توسط این محققان قانون Duclos-Traube نامیده میشود. با افزایش تعداد اتم‌های کربن در سری همولوگ در پیشروی حسابی، فعالیت سطحی به‌طور تصاعدی افزایش می‌یابد و افزایش در بخش هیدروکربنی مولکول به میزان یک گروه CH3 با افزایش میانگین فعالیت سطحی 3-2 برابر در حدود 5 برابر است.
قانون Duclos-Traube در غلظت های پایین املاح دقیق ترین است. از همین رو
یک نتیجه گیری مهم از قانون Duclos-Traube به دست می آید: مساحت هر مولکول در حداکثر اشباع لایه جذب در یک سری همولوگ ثابت می ماند.
مهارکننده های رقابتی برگشت پذیر آلیفاتیک همانطور که در شکل دیده میشود. 37، محل میل مرکز فعال با توجه به ساختار زنجیره آلیفاتیک در مولکول بازدارنده (آلکانول ها) خیلی خاص نیست. صرف نظر از اینکه زنجیره آلیفاتیک نرمال یا منشعب است، کارایی اتصال برگشت پذیر آلکانول KOH به محل فعال با آب گریزی ناخالص گروه K تعیین می شود. یعنی مقدار lg i که مشخصه استحکام کمپلکس است، به صورت خطی افزایش می یابد (با شیب 1 با درجه توزیع آب به واحد استاندارد) تانول). مقدار افزایش مشاهده شده در این مورد انرژی آزادانتقال گروه CHa از آب به محیط مرکز فعال تقریباً 700- کالری در مول (2.9 کیلوژول بر مول) است (برای اعضای پایین سری همولوگ). این مقدار نزدیک به مقدار افزایش انرژی آزاد است که از قانون Duclos-Traube شناخته شده در شیمی کلوئیدی ناشی می شود و مشخصه انرژی آزاد انتقال یک گروه CH مایع از آب به یک محیط غیر آبی (آب گریز) است. همه اینها باعث می شود که منطقه آبگریز مرکز فعال کیموتریپسین به عنوان قطره ای از یک حلال آلی واقع در لایه سطحی گلبول پروتئین در نظر گرفته شود. این قطره یا بازدارنده آبگریز را از آب به سطح مشترک جذب می کند، یا در صورتی که تا حدودی عمیق شود، آن را به طور کامل استخراج می کند. از نقطه نظر ساختار میکروسکوپی منطقه آبگریز، صحیح تر است که آن را به عنوان قطعه ای از یک میسل در نظر بگیریم، با این حال، چنین جزئیاتی غیرضروری به نظر می رسد، زیرا مشخص است که انرژی آزاد انتقال n-آلکان ها از آب به محیط میکروسکوپی یک میسل دودسیل سولفات با آزاد شدن فاز مایکروپلسر مایع فاز کمی از انرژی آزاد مایع ماکروپلسار متفاوت است.
جذب از فاز آلی در این حالت فقط گروه قطبی وارد فاز همسایه (آبی) می شود. در نتیجه، کار جذب تنها با تفاوت در انرژی برهمکنش بین مولکولی گروه های قطبی در فاز آلی و آب تعیین می شود، یعنی با تغییر حالت انرژی آنها در طول انتقال از یک مایع آلی به آب. از آنجایی که رادیکال های هیدروکربنی در فاز آلی باقی می مانند، PAAUdaO و کار جذب از فاز آلی V0 است. در این حالت کار جذب نباید به طول رادیکال هیدروکربنی بستگی داشته باشد و قانون Duclos-Traube رعایت نشود. در واقع، همانطور که داده‌های تجربی نشان می‌دهند، تمام الکل‌ها و اسیدهای معمولی تقریباً به یک اندازه از هیدروکربن‌های پارافینی در مرز آب جذب می‌شوند. این به خوبی در شکل نشان داده شده است. 4 . عظمت-
در نتیجه، فعالیت سطحی ترکیب هر چه بیشتر باشد، عدم تقارن قطبی مولکول قوی‌تر بیان میشود. تأثیر بخش غیر قطبی مولکول سورفکتانت بر روی فعالیت سطحی در سری همولوگ بارزتر است (شکل 20.1). G. Duclos این قانونمندی را کشف کرد که سپس توسط P.Traube به صورت دقیق تری در قالب قاعده ای به نام قانون Duclos-Traube فرموله شد.
مقدار p را ضریب ترابه می نامند. توضیح نظری قانون Duclos-Traube بعداً توسط I. Langmuir ارائه شد. او افزایش انرژی را برای دو همولوگ همسایه در طول انتقال زنجیره هیدروکربنی آنها از آب به هوا محاسبه کرد و دریافت که تفاوت مربوط به انرژی انتقال یک گروه CH3 در سری همولوگ ثابت است و نزدیک به 3 کیلوژول بر مول است. افزایش انرژی به این دلیل است که وقتی یک مدار غیرقطبی از یک محیط آبی به هوا خارج می شود، دو قطبی آب ترکیب می شود و انرژی گیبس سیستم کاهش می یابد. در عین حال، انرژی گیبس و زنجیره سورفکتانت که به محیطی که میل قطبیت بالایی به آن دارد، رفته کاهش می یابد.
اثر طول زنجیره سورفکتانت در سری های همولوگ، با افزایش وزن مولکولی سورفکتانت، مقدار CMC تقریباً به نسبت معکوس فعالیت سطحی کاهش می یابد (CMCl 1/0m). برای همولوگ های همسایه، نسبت CMC مقدار ضریب قانون Duclos-Traube (CMC) / (CMC) +1 P = 3.2 را دارد.
لانگمویر نشان داد که از قانون Duclos-Traube می توان برای محاسبه انرژی انتقال گروهی - Hj - از حجم محلول به فاز گاز استفاده کرد. در واقع، در نظر گرفتن b به عنوان ثابت تعادل جذب [در صفحه. 61 نشان داده شد که برای مقدار معادل K، K = kJ معتبر است، مطابق با معادله ایزوترم واکنش استاندارد، ما داریم
به صفحاتی که این اصطلاح ذکر شده است مراجعه کنید Duclos Traube، قانون: Colloidal Chemistry 1982 (1982) - [c.54]
فعالیت سطحی مواد فعال سطحی و غیر فعال سطحی. قانون Duclos-Traube.
فعالیت سطحیتوانایی یک ماده در هنگام جذب سطحی برای کاهش کشش سطحی (کشش سطحی). جذب جی in-va و کاهش کشش سطحی ناشی از آن با غلظت همراه است با in-va در فازی که ماده از آن به سطح سطحی جذب می شود، معادله گیبس (1876): 
جایی که R-ثابت گاز، تیشکم دما (نگاه کنید به جذب).مشتق
به عنوان معیاری از توانایی یک ماده برای کاهش کشش سطحی در یک مرز سطحی معین عمل می کند و همچنین نامیده می شود. فعالیت سطحی G نشان داده شده (به افتخار J. Gibbs)، اندازه گیری شده در J m / mol (gibbs).
سورفکتانت ها (سورفکتانت ها)، موادی که جذب آنها از یک مایع در سطح مشترک با فاز دیگر (مایع، جامد یا گاز) منجر به میانگین می شود. کاهش کشش سطحی (به فعالیت سطحی مراجعه کنید). در کلی‌ترین و کاربردی‌ترین حالت، مولکول‌های سورفکتانت جذب‌شده (یون‌ها) ساختار آمفی‌فیلی دارند، یعنی از یک گروه قطبی و یک رادیکال هیدروکربنی غیرقطبی (مولکول‌های آمفیفیلیک) تشکیل شده‌اند. فعالیت سطحی در رابطه با فاز غیر قطبی (گاز، مایع هیدروکربنی، سطح غیر قطبی) بدن جامد) دارای رادیکال هیدروکربنی است که از محیط قطبی به بیرون رانده می شود. در محلول آبی سورفکتانت ها، یک لایه تک مولکولی جذب با رادیکال های هیدروکربنی که به سمت هوا هستند، در مرز با هوا تشکیل می شود. با اشباع شدن، مولکول‌ها (یون‌های) سورفکتانت که در لایه سطحی متراکم می‌شوند، عمود بر سطح قرار می‌گیرند (جهت طبیعی).
غلظت سورفکتانت ها در لایه جذب چندین مرتبه بیشتر از حجم مایع است، بنابراین، حتی با محتوای ناچیز در آب (0.01-0.1٪ وزنی)، سورفکتانت ها می توانند کشش سطحی آب در مرز با هوا را از 72.8 10 -3 به 25 10-3 j/e کاهش دهند. تقریباً به کشش سطحی مایعات هیدروکربنی. پدیده مشابهی در سطح مشترک بین یک محلول آبی یک سورفکتانت و یک مایع هیدروکربنی رخ می دهد که پیش نیازهایی برای تشکیل امولسیون ایجاد می کند.
بسته به وضعیت سورفکتانت ها در محلول، سورفکتانت های واقعا محلول (پراکنده مولکولی) و کلوئیدی به طور مشروط متمایز می شوند. شرط چنین تقسیم بندی این است که یک سورفکتانت بسته به شرایط و شیمی می تواند به هر دو گروه تعلق داشته باشد. ماهیت (قطبی) حلال. هر دو گروه سورفکتانت ها در مرزهای فاز جذب می شوند، یعنی فعالیت سطحی را در محلول ها از خود نشان می دهند، در حالی که فقط سورفکتانت های کلوئیدی خواص توده ای مرتبط با تشکیل فاز کلوئیدی (میسلاری) را نشان می دهند. این گروه از سورفکتانت ها در مقدار یک کمیت بدون بعد متفاوت هستند که به آن می گویند. تعادل آبدوست-لیپوفیل (HLB) و با نسبت:
قانون Duclos-Traube- وابستگی اتصال فعالیت سطحی محلول آبی مواد آلی با طول رادیکال هیدروکربنی در مولکول آن. طبق این قانون، با افزایش طول رادیکال هیدروکربنی توسط یک گروه CN 2، فعالیت سطحی یک ماده به طور متوسط ضریب 3.2 افزایش می یابد. فعالیت سطحی به ساختار مولکول های سورفکتانت بستگی دارد. دومی معمولاً از یک بخش قطبی (گروه هایی با گشتاور دوقطبی بزرگ) و یک بخش غیر قطبی (رادیکال های آلیفاتیک یا آروماتیک) تشکیل شده است. در مرزهای سری همولوگ مواد آلی، غلظت مورد نیاز برای کاهش کشش سطحی یک محلول آبی تا یک سطح مشخص با افزایش رادیکال کربن به میزان یک -СΗ 2 - با ضریب 3-3.5 کاهش می یابد.
این قانون توسط I. Traube (آلمانی) روسی تدوین شد. در سال 1891 در نتیجه آزمایشات او بر روی محلول های بسیاری از مواد (اسیدهای کربوکسیلیک، استرها، الکل ها، کتون ها) در آب انجام شد. مطالعات قبلی ا. ادبیات خارجیاین قانون فقط نام تراب را دارد. . تفسیر ترمودینامیکی قانون تراب در سال 1917 توسط I. Langmuir ارائه شد.
قانون Duclos-Traube
فرهنگ لغت بزرگ انگلیسی - روسی و روسی - انگلیسی. 2001 .
قانون Duclos-Traube- قانون Duclos Traube: با افزایش طول زنجیره کربنی مواد یک سری همولوگ، جذب روی یک جاذب غیر قطبی از یک حلال قطبی با افزایش زنجیره هیدروکربنی به میزان یک گروه متیلن CH2 حدود 3 برابر افزایش می یابد ... ... اصطلاحات شیمیایی.
حکومت دوکلوس- وابستگی تراب که فعالیت سطحی محلول آبی یک ماده آلی را با طول رادیکال هیدروکربنی موجود در مولکول آن مرتبط می کند. بر اساس این قانون، با افزایش طول رادیکال هیدروکربنی توسط یک گروه ... ... ویکی پدیا
شیمی عمومی: کتاب درسی. A. V. Zholnin; ویرایش V. A. Popkova، A. V. Zholnina. . 2012 .
ببینید «قاعده Duclos-Traube» در فرهنگ‌های دیگر چیست:
فشار سطحی- (فشار مسطح، فشار دو بعدی)، نیروی وارد بر واحد طول سطح مشترک (سد) یک سطح مایع تمیز و سطح همان مایع پوشیده شده با جذب. لایه سورفکتانت P. d. کارگردانی به سمت ... ... دانشنامه فیزیکی
دارو- سیستم پزشکی I Medicine دانش علمیو فعالیت های عملی با هدف تقویت و حفظ سلامت، افزایش طول عمر مردم، پیشگیری و درمان بیماری های انسانی. برای انجام این وظایف، م به مطالعه ساختار و ... ... دایره المعارف پزشکی
مصونیت- ایمنی مطالب: تاریخ و مدرن. وضعیت دکترین I. . 267 I. به عنوان یک پدیده سازگاری. 283 I. محلی. 285 I. به سموم حیوانی. 289 I. با تک یاخته. و اسپیروکت، عفونت ها. 291 I. به ... ... دایره المعارف بزرگ پزشکی
قانون Traube-Duclos;
همانطور که قبلاً اشاره شد، مولکول‌های فعال سطحی که می‌توانند در سطح مشترک محلول-گاز جذب شوند، باید آمفی‌فیل باشند. دارای قسمت های قطبی و غیر قطبی هستند.
Duclos و سپس Traube، با مطالعه کشش سطحی محلول های آبی سری همولوگ اسیدهای چرب اشباع، دریافتند که فعالیت سطحی (-) این مواد در سطح مشترک محلول-هوا بیشتر است، طول رادیکال هیدروکربنی بیشتر است، و به طور متوسط برای هر گروه CH 2 3-3.5 برابر افزایش می یابد. این الگوی مهم نامیده می شود قوانین ترابه دوکلوس.
قانون ترابه — دوکلوگلاسیت:
در سری همولوگ اسیدهای مونوبازیک چرب معمولی، فعالیت سطحی آنها (-) نسبت به آب به شدت 3-3.5 برابر برای هر گروه -CH 2 - در غلظت مولی برابر افزایش می یابد.
فرمول دیگری از قانون ترابه — Duclos: "وقتی طول زنجیره اسیدهای چرب به طور تصاعدی افزایش می یابد، فعالیت سطحی به طور نمایی افزایش می یابد." قانون ترابه — Duclos به خوبی در شکل 18.1 نشان داده شده است.
همانطور که از شکل مشاهده می شود، هر چه ماده در سری همولوگ بالاتر باشد، کشش سطحی آب را در غلظت معین بیشتر کاهش می دهد.
دلیل وابستگی ایجاد شده توسط حکومت ترابه — Duclos در این واقعیت نهفته است که با افزایش طول رادیکال، حلالیت اسید چرب کاهش می یابد و تمایل مولکول های آن به حرکت از حجم به لایه سطحی افزایش می یابد. ثابت شده است که حکومت ترابه — Duclos نه تنها برای اسیدهای چرب، بلکه برای سایر سری های همولوگ - الکل ها، آمین ها و غیره نیز مشاهده می شود.
برنج. 18.1 قانون ترابه — دوکلوس:
1- اسید استیک، 2- اسید پروپیونیک، 3- اسید بوتیریک، 4- اسید والریک.
1) فقط در غلظت های پایین، زمانی که مقدار - - حداکثر است.
2) برای دمای نزدیک به دمای اتاق. در دماهای بالاتر، ضریب 3-3.5 کاهش می یابد و به وحدت گرایش پیدا می کند. افزایش دما باعث دفع مولکول ها می شود و بنابراین فعالیت سطحی آنها کاهش می یابد (تفاوت بین فعالیت سطحی همولوگ ها صاف می شود).
3) فقط برای محلول های آبی. سورفاکتانت.
شیمیدان فیزیک آمریکایی لانگمویر دریافت که قانون Traube فقط برای غلظت های کوچک سورفکتانت ها در محلولی با آرایش آزاد مولکول های جذب شده روی سطح معتبر است (شکل 18.6).
برنج. 18.6 محل مولکول های جذب شده در سطح مشترک:
الف - در غلظت های پایین؛ ب - در غلظت های متوسط؛
ج - در یک لایه اشباع با حداکثر جذب ممکن
قانون DUCLAU-TRAUBE
از معادله گیبس برمی‌آید که مقدار مشتق مشخصه رفتار یک ماده در طول جذب است، اما مقدار آن با تغییر غلظت تغییر می‌کند (شکل 3.2 را ببینید). برای اینکه این کمیت به شکل یک ثابت مشخصه باشد، مقدار محدود آن (در c 0) گرفته می شود. P. A. Rebinder (1924) این مقدار را فعالیت سطحی g نامید:
[g] = ج – m 3 / m 2 -mol \u003d J – m / mol یا N-m 2 / mol.
هر چه با افزایش غلظت ماده جذب شده کشش سطحی کاهش یابد، فعالیت سطحی این ماده بیشتر می شود و جذب گیبس آن بیشتر می شود.
فعالیت سطحی را می توان به صورت گرافیکی به عنوان مقدار منفی مماس شیب مماس ترسیم شده به منحنی =f(c) در نقطه تقاطع آن با محور y تعریف کرد.
بنابراین، برای سورفکتانت ها: g > 0. 0. برای TID ها: g 0، Г i
این همچنین عدم فعالیت ساکارز را توضیح می دهد، مولکول آن به همراه یک اسکلت هیدروکربنی غیرقطبی دارای گروه های قطبی بسیاری است، بنابراین مولکول دارای تعادلی بین بخش های قطبی و غیر قطبی است.
2. در سری همولوگ، الگوهای واضحی در تغییر فعالیت سطحی (g) وجود دارد: با افزایش طول رادیکال هیدروکربنی افزایش می یابد.
