Траубе ережесі, оның түсіндірмесі және көрнекі мысалдары. Дюкло-Траубе ережесі. Микрокеуектерді көлемді толтыру Дубинин теориясының жалпыланған теңдеуі, осы теңдеудің ерекше жағдайлары
Бұл ереже беттік белсенді заттардың гомологтық қатарының ерітінділерінде жұмыс істейді және келесідей тұжырымдалған:
Көмірсутек радикалының ұзындығының бір СН тобына ұлғаюымен 2 , беттік белсенділік гомологтық қатарда 3 - 3,5 есе артады.
Бұл ережені графикалық түрде көрсетейік:
2.21-сурет. Бір гомологтық қатардағы (1,2,3 - СН тобының саны) беттік керілу (а) және адсорбция (б) изотермалары. 2 - көмірсутек радикалында)
мән екенін ескеріңіз Г ∞ бір гомологтық қатар қалады тұрақты. Бұл моноқабаттың сыйымдылығы бұл жағдайда тек осы қабаттағы беттік-активті зат молекуласы алып жатқан ауданға байланысты болуымен түсіндіріледі. Карбон қышқылдары, спирттер қатарында бұл аймақ полярлық топтың мөлшерімен анықталады, ол БАЗ-дың барлық сериясы үшін бірдей.
Бұл ереже шын еритін беттік белсенді заттар үшін сақталады. Өйткені беттік белсенділік шексіз сұйылтылған жүйелер үшін анықталады, оның көмірсутек радикалының ұзындығына тәуелділігін түсіндіру оңай. Радикал неғұрлым ұзағырақ болса, соғұрлым БАЗ молекуласы сулы ерітіндіден итеріледі, өйткені суға радикалдың қосылуы ΔG жоғарылайды, ал молекулалардың бетіне шығу процесі энергетикалық жағынан өте қолайлы.
Шишковский теңдеуі ( * )
БАЗ молекулаларының фаза шекарасында адсорбциясы жағдайында біртекті бетке ұсынылған екі адсорбция теңдеуін де қолдануға болады. Оларды бір-бірімен салыстырайық:
=
(2.56)
Айнымалыларды бөліп, мына теңдеулерді интегралдаңыз:
,
(2.57)
, (2.58)
Өйткені беттік белсенді заттардың ерітінділерінде олардың жоғары беттік белсенділігіне байланысты абсолютті адсорбция мәндері Аартық адсорбцияға дерлік тең Г, сондықтан алынған теңдеуді: түрінде жазуға болады. (2,59)
Алынған теңдеу деп аталады Шишковский теңдеулері. Бастапқыда ол беттік керілудің беттік белсенді зат концентрациясына тәуелділігін сипаттау үшін оны эмпирикалық түрде шығарды:
(2.60) теңдеу В және А коэффициенттерін қамтиды, олардың физикалық мағынасы жоғарыда келтірілген (2.59) теңдеуден көрінеді.
Беттік керілу мен адсорбция арасындағы байланысты теңдеуде байқауға болады Фрумкин (*) :
, (2.61)
одан бір адсорбция үшін барлық гомологтар беттік керілуді бірдей ∆σ мәніне азайтады деген қорытынды шығады.
Беттік белсенді заттардың гомологтық қатарындағы беттік белсенділіктің айырмашылығы олардың әртүрлі адсорбциялық қасиеттеріне байланысты, яғни. G-нің бірдей мәні қысқа тізбекті беттік-белсенді заттар үшін ұзақ тізбекті беттік-белсенді заттарға қарағанда айтарлықтай жоғары С-де қол жеткізіледі. Бірақ егер гомологтардың концентрациясы олардың адсорбциялары бірдей болатындай болса, онда олар σ төмендейді. бірдей мөлшерде.
БАЗ молекуласының геометриялық өлшемдерін эксперименталды түрде анықтау
Бірқабаттың сыйымдылығының мәнін біле отырып, есептеуге болатынын көрсетейік С о- полярлық топ алып жатқан аудан және δ - беттік белсенді зат молекуласының көмірсутек радикалының ұзындығы. Есептелген мәліметтерді дербес анықталған басқа әдістермен салыстыруға болады.
,
Полярлық топ алып жатқан аумақ 
(2.62)
Бір молекула алып жатқан көлем В 1 = δ С о (2.63)
Бір қабаттың молярлық массасын мына формуламен анықтауға болады:
M=ρ δС о Н а , (2.64)
мұндағы ρ - беттік белсенді заттың тығыздығы, N a - Авогадро саны (*) . Ал содан бері
S o *N a \u003d 1 / G ∞, онда көмірсутек радикалының ұзындығын теңдеу негізінде анықтауға болады:
. (2.65)
Алынған теңдеудің көптеген эксперименттік тексерулері жоғарыда келтірілген теңдеуден есептелген және басқа әдістермен өлшенген δ мәндерінің арасында жақсы сәйкестік бар екенін көрсетті.
Фазаның беткі қабатының құрылымының ерекшеліктері.
Бір немесе бірнеше молекулалық қабаттан тұратын аралық фаза
Ерекшеліктер:
– Таза зат көлемінің ішінде молекулааралық әсерлесудің барлық күштері теңдестіріледі
– Беттік молекулаларға әсер ететін барлық күштердің нәтижесі сұйықтықтың ішіне бағытталған
– Егер дене массасы мен бетінің арақатынасы дене массасының пайдасына болса, беттік құбылыстар шамалы.
– беттік құбылыстар зат бөлшектелген күйде немесе ең жұқа қабат (пленка) түрінде болғанда мәнге ие болады.
1 см 3 көрсеткі 10 -7, S = 6 000 м 2
1 мм қан көрсеткі 4 - 5 млн эритроциттер; 1л көрсеткі> 30 млр ұяшықтар, S = 1000 м 2
S альвеолалары = 800 -1000 м 2; S бауыр капиллярлары = 600 м 2
Гиббс бетінің энергиясы
σ– беттік керілу
Гиббс энергиясының төмендеуі:
Бетінің ауданын азайту арқылы (ірі бөлшектер)
Беттік керілуді азайту арқылы (сорбция)
403)беттік керілу
Бетінің бірлігін жасау үшін орындалған жұмыс
Бірліктер Дж / м 2
Сұйықтың бетін шектейтін және осы бетті азайту бағытында бағытталған сызықтың бірлігіне әсер ететін күш
Бірліктер Н/м2
Беттік керілудің заттардың табиғатына, температура мен қысымға тәуелділігі.
Сұйықтардың беттік керілуі температураның жоғарылауымен төмендейді және критикалық температураға жақын нөлге айналады. Қысымның жоғарылауымен сұйық-газ шекарасындағы беттік керілу азаяды, өйткені газ фазасындағы молекулалардың концентрациясы артып, күш азаяды. Ерітілген заттар сұйықтықтардың практикалық керілуін арттыруы, азайтуы және іс жүзінде әсер етуі мүмкін. Сұйық-сұйықтық шекарасындағы беттік керілу көршілес фазалардың табиғатына байланысты. Бір-біріне ұқсамайтын молекулалар арасындағы молекулалық әсерлесу күші неғұрлым үлкен болса, соғұрлым аз болады.
Сұйықтың беттік керілуін өлшеу әдістері.
Сұйықтың бетінен сақинаны жұлып алу әдісі
Капиллярдан ағып жатқан зерттелетін сұйықтықтың белгілі бір көлемінің тамшыларының санын есептеу әдісі (сталагмометриялық)
Сұйықтыққа батырылған капиллярдан ауа көпіршігін ажырату үшін қажетті қысымды анықтау әдісі (Ребиндер әдісі)
Қабырғалары жақсы суланған капиллярдағы сұйықтықтың көтерілу биіктігін өлшеу әдісі
Беткі қабат пен фаза көлемі арасындағы еріген заттың таралуы.
теориялық тұрғыдан алғанда еріген заттың беткі қабат пен фаза көлемі арасында таралуының үш жағдайын елестетуге болады: 1) беткі қабаттағы еріген заттың концентрациясы фаза көлемінен артық.2. ) беттік қабаттағы еріген заттың концентрациясы фазалардың көлемінен аз 3) жоғарғы қабаттағы еріген заттың концентрациясы фазалар көлеміндегідей.
Сұйықтықтың (судың) беттік керілуіне әсері бойынша еріген заттардың жіктелуі.
жіктелуі.1) р-ла төменгі кернеуде еріген. Спирттер, сізге. Инорг сізге, негіздер, тұздар. Сахароза.
Ерітілген заттардың адсорбциясын сипаттайтын Гиббс теңдеуі. Теңдеулерді талдау.
Г=-(C/RT)*(∆σ/∆C). G-ерітінді бетіндегі адсорбцияның мәні. ∆σ/∆C-pov белсенділігі in-va.Талдау: ∆σ/∆C=0, Г=0. Бұл NVD. ∆σ/∆C>0, G<0-поверхностно инактивные в-ва. ∆σ/∆C<0, Г>0-беттік белсенді зат.
Беттік белсенді заттардың молекулалық құрылысы және қасиеттері.
sv-va: Шектеулі ерігіштік
Сұйықтарға қарағанда беттік керілу деңгейі төмен
Сұйықтықтың беткі қасиеттерін күрт өзгертіңіз
Құрылымы: Амфифилді – молекуланың әр түрлі бөліктері еріткішпен әр түрлі қатынаспен сипатталады.
Гидрофобты қасиеттері: көмірсутек радикалы
Гидрофильдік қасиеттері: OH, NH 2 , SO 3 H
Беттік белсенді заттардың жіктелуі, мысалдары.
Молекулалық немесе иондық емес – спирттер, өт, белоктар
Иондық анионды – сабындар, сульфоқышқылдар және олардың тұздары, карбон қышқылдары
Иондық катиондық – құрамында азоты бар органикалық негіздер және олардың тұздары
Беттік белсенді заттар табиғатының олардың беттік белсенділігіне әсері. Дюкло-Траубе ережесі.
Радикал - CH 2 арқылы тізбектің ұзаруы май қышқылдарының адсорбциялану қабілетін 3,2 есе арттырады.
Тек сұйылтылған ерітінділер үшін және бөлме температурасына жақын температуралар үшін қолданылады, себебі температураның жоғарылауымен десорбция артады
Оқыңыз:
|
Жоғарыда айтылғандай, ерітінді-газ интерфейсінде адсорбциялануға қабілетті беттік-белсенді заттардың (БАЗ) молекулалары амфифильді болуы керек, яғни полярлы және полярлы емес бөліктері болуы керек.
БАЗ молекулаларының полярлық бөлігі дипольдік моменті жеткілікті үлкен топтар болуы мүмкін: -СООН, - ОН, -NH 2, - SH, -CN, -NO 2 .-СNS,
CHO, -SO 3 Н.
БАЗ молекуласының полярлы емес бөлігі әдетте алифатты немесе ароматты радикалдар болып табылады. Көмірсутек радикалының ұзындығы молекуланың беттік белсенділігіне қатты әсер етеді.
Дюкло, содан кейін Траубе қаныққан май қышқылдарының гомологты қатарының сулы ерітінділерінің беттік керілуін зерттей отырып, бұл заттардың ерітінді-ауа шекарасындағы беттік активтілігі жоғары болған сайын көмірсутек радикалы ұзағырақ болатынын анықтады. Оның үстіне көмірсутекті радикалды бір – СН 2 – топқа ұзартқанда беттік белсенділік 3-3,5 есе (орта есеппен 3,2 есе) артады. Бұл лауазым ретінде белгілі болды Дюкло-Траубе ережесі .
Оның тағы бір тұжырымыкелесіге дейін қайнатылады: май қышқылдарының тізбегі экспоненциалды түрде өскен сайын, беттік белсенділік экспоненциалды түрде артады.
Әуелі Дюкло, содан кейін жалпылама түрде Траубе белгілеген мұндай тәуелділіктің себебі (физикалық мағынасы) неде? Тізбек ұзындығының ұлғаюымен май қышқылының ерігіштігі төмендейді және сол арқылы оның молекулаларының көлемнен беткі қабатқа ауысу тенденциясы артады. Мысалы, май қышқылы сумен барлық жағынан араласады, валериан қышқылы тек 4% ерітінді береді, молекулалық массасы жоғары басқа барлық май қышқылдары суда одан да аз ериді.
Дюкло-Траубе ережесі, кейінірек анықталғандай, тек май қышқылдары үшін ғана емес, сонымен қатар гомологтық қатар түзетін басқа беттік белсенді заттар, спирттер, аминдер және т.б. үшін де байқалады.Оның теориялық (термодинамикалық) негіздемесін Ленгмюр келтірген.
Беттік белсенді затты суға енгізген кезде іс жүзінде ылғалданбайтын көмірсутектер тізбектері оның құрылымына еніп, су молекулаларын бір-бірінен итереді. Мұны орындау үшін молекулалық күштерге қарсы жұмыс істеу керек, өйткені су молекулалары арасындағы өзара әрекеттесу су молекулалары мен беттік белсенді зат молекулаларына қарағанда әлдеқайда көп. Кері процесс – газдың полярлы емес фазасында көмірсутектік тізбектердің бағдарлануымен беттік-белсенді зат молекулаларының фаза аралық бетіне шығуы – жүйенің Гиббс энергиясының төмендеуімен және жұмыс «пайдасымен» өздігінен жүреді. адсорбция. Көмірсутек радикалы неғұрлым ұзағырақ болса, соғұрлым ол бөлетін су молекулаларының саны көп болады және беттік-активті зат молекулаларының бетіне шығу тенденциясы соғұрлым жоғары болады, т.б. соғұрлым олардың адсорбциясы және адсорбция жұмысы көп болады. Тізбекті бір буынға ұзартқанда адсорбция жұмысы - CH 2 - бірдей шамаға артады, бұл адсорбциялық тепе-теңдік константасының (адсорбция коэффициенті К) бірдей есе (20°С кезінде 3,2 есе) артуына әкеледі. ). Бұл өз кезегінде беттік белсенділіктің ~3,2 есе артуына әкеледі.
Айта кету керек, бұл тұжырымда Дюклос-Траубе ережесі тек сулы ерітінділер үшін және бөлме температурасына жақын температуралар үшін сақталады.
Полярлы емес еріткіштердегі бірдей беттік белсенді заттардың ерітінділері үшін Дюклос-Траубе ережесі өзгереді: көмірсутек радикалының ұзындығы ұлғайған сайын беттік белсенді заттардың ерігіштігі артады және олар беткі қабаттан ерітіндіге өтуге бейім.
Көбірек жоғары температураларорташа фактор3,2 төмендейді, шекті бірлікке ұмтылады: температураның жоғарылауымен молекулалық десорбция нәтижесінде беттік белсенділік төмендейді және гомологтық қатар мүшелерінің беттік белсенділігі арасындағы айырмашылық тегістеледі.
1. Үш спирттің (немесе органикалық қышқылдардың) 0,2, 0,1 0,05, 0,025 және 0,0125 М ерітінділерін дайындаңыз. бір гомологтық қатар.
2. Құрылғының көмегімен және Ребиндер әдісімен олардың беттік керілу мәндерін анықтаңыз, нәтижелер мен есептеулерді 3.6 кестеге жазыңыз.
3. Бір гомологтық қатардағы сіз қолданған барлық беттік белсенді заттардың ерітінділерінің беттік керілу изотермаларын бір графикке салыңыз.
4. Графиктен бастапқы сызықтық графиктерден барлық концентрациялар үшін барлық ерітінділердің Ds/DC беттік белсенділігін есептеңіз.
5. Гомологтық қатардың жақын көршілерінің беттік әрекеттерінің қатынасын есептеңдер.
6. Дюкло-Трау ережесінің орындылығы туралы қорытынды жасаңыз.
3.6-кесте.
| Шешімдер | МЕН, моль/л | P \u003d сағ 2 - сағ 1 | с, күн/см | 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 |
БАҚЫЛАУ СҰРАҚТАРЫ:
Жұмысты орындамас бұрын:
1. Жұмыстың мақсатын тұжырымдаңыз.
2. Ребиндер әдісімен беттік керілуді анықтаудың өлшеу процедурасын сипаттаңыз.
3. БАЗ ерітінділерінің беттік белсенділігін анықтау және Гиббс бойынша адсорбцияны есептеу тәртібін айтыңыз.
4. Дюкло-Траубе ережесінің орындылығын тексеру тәртібі мен есептеулерін түсіндіріңіз.
Жұмысыңызды қорғау үшін:
1. Беттік керілу дегеніміз ...
2. Сұйықтардың беттік керілуіне әсер ететін факторларды көрсетіңіз.
3. Үлгілері бірдей температурада болатын жұмсақ және қатты судың беттік керілуінде айырмашылық бар ма? Жауабыңызды негіздеңіз.
4. «Абсорбция» және «адсорбция» терминдерінің айырмашылығын түсіндіріңіз. Адсорбция мен абсорбцияға мысалдар келтіріңіз.
5. Т 2 болатынын ескере отырып, Т 1 және Т 2 температурада адсорбцияның БАЗ концентрациясына тәуелділігінің графиктерін салыңыз.< Т 1.
6. T 2 > T 1 болатынын ескере отырып, Т 1 және Т 2 температуралардағы беттік керілудің БАЗ концентрациясына тәуелділігінің графиктерін сызыңыз.
7. Анилиннің шекті адсорбциясы G ¥ = 6,0 10 -9 кмоль/м 2 болса, оның ауамен шекарасында C 6 H 5 NH 2 молекуласының ауданын анықтаңыз.
8. Судың беттік керілу нөлге тең болатын процеске мысал келтіріңіз.
9. Төмендегі қосылыстардың қатарынан судың беттік керілуін арттыратындарды таңдаңыз: 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. Бірдей концентрациядағы этил (CH 3 -CH 2 OH) және бутил (CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 OH) спирттерінің (төмен концентрацияларда) беттік белсенділігі қаншалықты ерекшеленеді.
11. Төмендегі қосылыстардың қайсысы бірдей концентрацияда адсорбциялық мәнге ие болады: HCOOH, CH 3 -COOH немесе CH 3 -CH 2 -COOH? Жауабыңызды негіздеңіз.
ГАЗ ХРОМАТОГРАФИЯСЫ
Заттардың қоспасын бөлудің хроматографиялық әдісі – қоспаны құрайтын заттардың сорбент беті бойымен сіңірмейтін тасымалдаушы газбен бірге қозғалуы ( стационарлық фаза) және бұл заттардың сорбция және десорбция процестері үздіксіз жүреді. Қозғалмайтын фаза хроматографиялық колонна деп аталатын түтікке саптама түрінде орналастырылады, ол арқылы барлық рұқсат етілген заттар өтуі керек, содан кейін олар колоннаның шығысында хроматографиялық детектор арқылы тіркеледі. Баған бойымен заттардың қозғалысы тек тасымалдаушы газ ағынымен бірге жүреді, ал сорбцияланған күйде олар бағытта қозғалмайды. Демек, адсорбцияланған күйдегі жеке зат молекулаларының орташа «өмір сүру уақыты» неғұрлым ұзақ болса, олардың баған бойындағы орташа жылдамдығы соғұрлым төмен болады. 3.1-суретте төрт заттың қоспасы үшін детектормен жазылған хроматограмма көрсетілген.
Күріш. 4.1 Төрт зат қоспасының типтік хроматограммасы.
4.1-суреттегі стрелка колонна кірісіндегі тасымалдағыш газ ағынына қоспаның түсу сәтін көрсетеді. Заттың бағанадан өтуінің жалпы уақыты ( сақтау уақыты ) т сен тасымалдаушы газбен қозғалыс уақытының қосындысы болып табылады t0және адсорбцияланған күйдегі жалпы уақыт т Р (түзетілген сақтау уақыты):
t u = t o + t R 4.1
t 0 барлық заттар үшін бірдей, өйткені олар баған бойымен тасымалдаушы газбен бірге өзінің u 0 сызықтық жылдамдығымен қозғалады. Адсорбцияланған күйдегі заттардың сақталуы бөлінетін заттардың молекулаларының сұйық қабықша молекулаларымен (бөлу хроматографиясы) немесе қатты фазаның бетімен (адсорбциялық хроматография) әрекеттесуі нәтижесінде болатындықтан, онда t R тәуелді стационарлық фазаның сипаты. Берілген стационарлық фазамен әрекеттесу энергиясы бойынша ерекшеленетін қоспаның құрамдас бөліктері t R әр түрлі мәндерге ие болады. Мысалы, көмірсутектердің туындылары үшін бұл әрекеттесулердің энергиясы көмірсутек тізбегінің ұзындығымен және функционалдық топтардың болуымен анықталады, сондықтан түзетілген ұстау уақытының t R мәні болып табылады. сапалық сипаттамасытұрақты эксперимент жағдайында берілген зат: температура және тасымалдаушы газдың көлемдік жылдамдығы (w ).
Орташа желі жылдамдығықоспаның i-ші құрамдас бөлігінің баған бойымен қозғалысы u i = l/t u , Қайда л- негізгі теңдеумен сипатталатын баған ұзындығы:
4.2
u 0 - тасымалдаушы газдың жылдамдығы;
- Генри коэффициенті, яғни. стационарлық және газ фазалары арасындағы i-ші заттың таралу коэффициенті;
C a және C - сәйкесінше тепе-теңдіктегі осы фазалардағы заттың концентрациясы;
фазалық қатынас деп аталады және сорбция жүретін стационарлық фазаның V a көлемінің бағандағы жылжымалы (газ) фазасының көлеміне қатынасына тең. V = wt o., w – тасымалдаушы газдың көлемдік жылдамдығы
.
Г i үшін екеніне байланысты әртүрлі заттарқоспалар бір-бірінен ерекшеленеді, олардың баған бойымен қозғалысы әртүрлі орташа жылдамдықта жүреді, бұл олардың бөлінуіне әкеледі. Сорбцияланбайтын заттар, сондай-ақ тасымалдаушы газ t 0 уақытында колоннаның бүкіл ұзындығынан өтеді. Осылайша,
, 4.З
анау. 
, 4.4
Қайда
, 4.5
Оң және сол жақтарын көбейту w, Біз алып жатырмыз
, 4.6
В Р- түзетілген сақтау көлемі , тек бағандағы стационарлық фазаның көлеміне және Генри коэффициентіне байланысты. Екі құрамдас 1 және 2 тең болатын салыстырмалы ұсталған көлем V a -ға тәуелді емес, тек заттардың табиғаты мен температураға тәуелді.
, 4.7
Осылайша, салыстырмалы сақталған көлем t u , t R және V R салыстырғанда заттың ең қайталанатын сапалық сипаттамасы болып табылады.
ФИЗИКАЛЫҚ ЖӘНЕ КОЛЛОИДТІК ХИМИЯ
Оңтүстік федералдық университетінің (РМУ) биология факультетінің студенттеріне арналған дәрістердің тезисі
4.1 БЕТТІК ҚҰБЫЛЫСТАР ЖӘНЕ АДСОРБЦИЯ
4.1.2 Ерітінді-бу интерфейсіндегі адсорбция
Сұйық ерітінділерде беттік керілу σ еріген зат концентрациясының функциясы болып табылады. Суретте. 4.1 беттік керілудің ерітінді концентрациясына үш мүмкін тәуелділігін көрсетеді (беттік керілу изотермалары деп аталады). Еріткішке қосылуы беттік керілуді азайтатын заттар деп аталады беттік белсенді(беттік белсенді заттар), қосылған кезде беттік керілуді арттыратын немесе өзгертпейтін заттар - беті белсенді емес(PIAV).
Күріш. 4.1Беттік изотермалар Күріш. 4.2Адсорбция изотермасы
PIAV (1, 2) және беттік белсенді зат ерітінділерінің ерітінді-бу интерфейсіндегі кернеуі
Беттік белсенді зат (3)
Беттік керілудің және, демек, беттік энергияның төмендеуі сұйық-бу интерфейсіндегі беттік-активті заттардың адсорбциясы нәтижесінде пайда болады, яғни. ерітіндінің беткі қабатындағы беттік белсенді заттың концентрациясы ерітіндінің тереңдігіне қарағанда жоғары болуы.
Ерітінді-бу интерфейсіндегі адсорбцияның сандық өлшемі болып табылады беткі артық G (гамма), беткі қабаттағы еріген заттың моль санына тең. Ерітінді концентрациясының жоғарылауымен еріген заттың адсорбциясы (бетінің артықтығы) мен ерітіндінің беттік керілуінің өзгеруі арасындағы сандық байланыс мынаны анықтайды: Гиббс адсорбция изотермасы:
БАЗ-дың адсорбция изотермасының графигі күріш. 4.2. (IV.5) теңдеуден процестің бағыты – заттың беткі қабаттағы концентрациясы немесе керісінше оның сұйық фаза көлемінде болуы – d σ / туынды белгісімен анықталатыны шығады. dС. Бұл туындының теріс мәні беткі қабаттағы заттың жинақталуына сәйкес келеді (G > 0), оң мән ерітіндінің негізгі бөлігіндегі концентрациясымен салыстырғанда беткі қабаттағы заттың төмен концентрациясына сәйкес келеді.
g \u003d -d σ / dС мәні еріген заттың беттік белсенділігі деп те аталады. Белгілі бір концентрациядағы С 1 беттік белсенді заттардың беттік белсенділігі графикалық түрде С = С 1 нүктесінде беттік керілу изотермасына жанама сызу арқылы анықталады; бұл жағдайда беттік белсенділік концентрация осіне жанаманың көлбеуінің тангенсіне сандық түрде тең:
Концентрацияның жоғарылауымен беттік белсенді заттардың беттік белсенділігі төмендейтінін байқау қиын емес. Сондықтан заттың беттік белсенділігі әдетте ерітіндінің шексіз аз концентрациясында анықталады; бұл жағдайда оның g o деп белгіленген мәні тек беттік белсенді зат пен еріткіштің табиғатына байланысты. Органикалық заттардың сулы ерітінділерінің беттік керілуін зерттей отырып, Траубе мен Дюкло беттік белсенді заттардың гомологтық қатары үшін келесі негізгі ережені белгіледі:
Төмен концентрациядағы кез келген гомологиялық қатарда көміртек тізбегінің бір СН2 тобына ұзаруы беттік белсенділікті 3–3,5 есе арттырады.
Май қышқылдарының сулы ерітінділері үшін беттік керілудің концентрацияға тәуелділігі эмпирикалық жолмен сипатталады. Шишковский теңдеуі :
(IV.6a)
Мұнда b және K - эмпирикалық тұрақтылар, ал b мәні бүкіл гомологиялық қатар үшін бірдей, ал K мәні қатардың әрбір келесі мүшесі үшін 3–3,5 есе артады.
Күріш. 4.3Беттік қабаттағы беттік белсенді зат молекулаларының шекті бағдарлануы
Көптеген беттік-активті заттардың молекулалары амфифилді құрылымға ие, яғни. құрамында полярлы топ және полярлы емес көмірсутек радикалы бар. Мұндай молекулалардың беткі қабатта орналасуы, молекулалар полярлық топпен полярлық фазаға (полярлық сұйықтық), ал полярлық емес топпен полярлық емес фазаға (газ немесе полярсыз сұйықтық) бағытталған жағдайда, энергетикалық жағынан ең қолайлы. Ерітіндінің төмен концентрациясында термиялық қозғалыс беттік белсенді зат молекулаларының бағдарын бұзады; концентрациясының жоғарылауымен адсорбциялық қабат қаныққан және беткі қабатта «тік» бағытталған беттік белсенді зат молекулаларының қабаты түзіледі (4.3-сурет). Мұндай мономолекулалық қабаттың түзілуі БАЗ ерітіндісінің беттік керілуінің минималды мәніне және адсорбцияның G максималды мәніне сәйкес келеді (4.1-4.2-сурет); ерітіндідегі беттік белсенді зат концентрациясының одан әрі жоғарылауымен беттік керілу мен адсорбция өзгермейді.
Авторлық құқық © С. И. Левченков, 1996 — 2005 ж.
Химик анықтамалығы 21
Химия және химиялық технология
Дюклос Траубе, ереже
Дюкло-Трау ережесін тұжырымдап, оның физикалық мағынасын түсіндіріңіз. Беттік қабықшалардың қандай құрылымында бұл ереже сақталады. Бұл ереженің қайтымдылығы қандай
Дюкло-Трау ережесінің физикалық мағынасы
Коллоидты беттік белсенді заттар негізінен көмірсутек радикалының ұзындығына байланысты жоғары беттік белсенділікті көрсетеді. Радикал ұзындығының бір топқа ұлғаюы. -CH2- беттік белсенділіктің шамамен 3,2 есе артуына әкеледі (Дюклос-Траубе ережесі). Бұл ереже негізінен нағыз еритін беттік белсенді заттар үшін сақталады. Беттік белсенділік жүйенің шексіз сұйылтуымен анықталатындықтан, оның көмірсутек радикалының ұзындығына тәуелділігін түсіндіру оңай. Радикал неғұрлым ұзағырақ болса, беттік белсенді зат молекуласы соғұрлым күштірек су ерітіндісінен итеріледі (ерігіштігі төмендейді).
r (n-s) / r (u) қатынасының нәтижелі өрнегі Дюклос-Траубе ережесін көрсетеді.
Бұл ереже тек беттік белсенді заттардың сулы ерітінділері үшін орындалады. Полярлы емес еріткіштердегі беттік белсенді зат ерітінділері үшін көмірсутекті радикал ұзындығының ұлғаюымен беттік белсенділік төмендейді (Дюклос-Траубе ережесін өзгерту).
Беттік керілудің концентрацияға тәуелділіктерінің барлық алуан түрлілігін үш түрдегі қисық сызықтармен көрсетуге болады (43-сурет). Беттік белсенді заттар 1 типті қисық сызықтармен сипатталады. Беттік-активті заттар еріткішке қарағанда полярлы, ал еріткішке қарағанда беттік керілу төмен болады. Еріткіш молекулаларының беттік-активті зат молекулаларымен әрекеттесу қарқындылығы еріткіш молекулаларының бір-бірімен әрекеттесуінен аз. Суға қатысты полярлы еріткіш, беттік белсенді заттар көмірсутекті радикалдан (гидрофобты немесе олеофильді бөлігі) және полярлы тобынан (гидрофильді бөлігі) карбон қышқылдарының, олардың тұздарының, спирттерінің, аминдерінен тұратын органикалық қосылыстар. Бұл молекуланың амфифилді құрылымы болып табылады белгібеттік белсенді зат. Тұрақты дипольдік моменті жоқ көмірсутекті тізбектер гидрофобты, бір-бірінен әлсіз су молекулаларымен әрекеттеседі және жер бетіне итеріледі. Сондықтан полярлық тобы жоқ органикалық заттар (мысалы, парафиндер, нафтендер) суда іс жүзінде ерімейді. Полярлы топтардың -OH, -COOH, -NH және т.б. суға жақындығы жоғары, жақсы гидратталған, молекуласында мұндай топтың болуы беттік-активті заттардың ерігіштігін анықтайды. Сонымен, беттік белсенді заттардың суда ерігіштігі көмірсутек радикалының ұзындығына байланысты (гомологтық қатарда ерігіштік ұзындықтың ұлғаюымен азаяды). Мысалы, карбон қышқылдары i - С4 суда шексіз ериді, С5 - С12 қышқылдарының ерігіштігі С-атомдар санының көбеюімен айтарлықтай төмендейді, ал көмірсутек тізбегінің ұзындығы i2-ден артық болғанда, олар іс жүзінде ерімейтін. БАЗ молекуласының көмірсутек радикалының ұзындығының бір CHA тобына ұлғаюы беттік белсенділіктің 3,2–3,5 есе артуына әкеледі (бұл ереже Дюклос-Траубе ережесі деп аталады).
Ленгмюрдің адсорбция туралы идеялары да Шишковский теңдеуі сияқты төменгі май қышқылдарының ерітінділері үшін эксперименталды түрде орнатылған белгілі Дюкло-Траубе ережесін (1878) түсіндіруге мүмкіндік береді. Бұл ережеге сәйкес, бірдей А-ға сәйкес келетін екі көрші гомологтың концентрацияларының қатынасы тұрақты және шамамен 3,2-ге тең. Шишковский теңдеуіне сүйене отырып осындай қорытынды жасауға болады. (4.42) n-ші және (n + 1)-ші гомологтар үшін бізде бар
(39) теңдеу беттік жану белсенділігінің тікелей қаныққан көмірсутек радикалының ұзындығына тәуелділігін белгілейді және мәні бойынша Дюклос-Траубе ережесі деп аталатын заңдылықты қамтиды. Шынында да, қатардың (n + 1)-ші мүшесі үшін біз жаза аламыз
(42) теңдеуіне сәйкес Дюклос-Траубер ережесі p коэффициентінің мәні LS өсімінің мәніне байланысты. Бұл мәннің төмендеуі гомологтардың беттік белсенділігінің айырмашылығының төмендеуіне әкеледі және керісінше.
Лангмюрдің пікірінше, Дюкло-Траубе ережесін келесідей негіздеуге болады. Беткі қабаттың қалыңдығы О-ға тең деп алайық. Сонда бұл қабаттағы орташа концентрация Г/0 болады. Термодинамикадан белгілі, газды Fi көлемінен Vit көлеміне дейін сығу үшін қажет максималды А жұмысын былай көрсетуге болады.
Қатынас (VI. 37) Дюкло-Траубе ережесін көрсетеді. Ол тұрақты шама және 20°С су ерітінділері үшін 3,2. 20 °C-тан басқа температурада тұрақтының басқа мәндері болады. Беттік белсенділік сонымен қатар Ленгмюр теңдеуіне (немесе Шишковский теңдеуіне) енгізілген тұрақтыға пропорционалды, өйткені Kr = KAoo (III. 17) және моноқабаттың Loo-сыйымдылығы берілген гомологтық қатар үшін тұрақты. Органикалық орталар үшін Дюклос-Траубе ережесі кері болады, беттік белсенділік көмірсутек радикалының ұзындығы ұлғайған сайын төмендейді.
(76) және (77) теңдеулері Дюклос-Траубе ережесін өрнектейтін (39) теңдеуіне ұқсас екенін көру оңай. Бұл БАЗ ерітінділерінің көлемдік және беттік қасиеттері арасындағы байланысты көрсетеді және адсорбция мен мицелла түзілу құбылыстарының ортақтығын көрсетеді. Шынында да, беттік белсенді заттардың гомологтық қатарында CMC мәні шамамен беттік белсенділікке кері пропорцияда өзгереді, осылайша көрші гомологтардың CMC қатынасы Дюклос-Траубе ережесінің коэффициентіне сәйкес келеді.
Бұл теңдеуден көмірсутек тізбегін СН2 тобы ұзартқанда адсорбция жұмысы тұрақты мәнге артуы керек екенін көруге болады. Бұл тек Дюкло-Траубе ережесі сақталатын төмен концентрацияларда тізбектегі барлық CH топтары бетке қатысты бірдей позицияны алады, бұл шынжырлар бетке параллель болғанда ғана мүмкін болады, яғни. үстінде. Беттік қабаттағы БАЗ молекулаларының бағдарлануы туралы мәселеге кейінірек осы бөлімде қайта ораламыз.
Яғни G кері пропорционал.Енді Дюкло-Траубе ережесі былай жазылады
Дюклос-Траубе ережесі, жоғарыда тұжырымдалғандай, бөлме температурасына жақын температурада орындалады. Жоғары температурада 3,2 қатынасы төмендейді, бірлікке ұмтылады, өйткені температура жоғарылаған сайын молекулалардың десорбциясы нәтижесінде беттік белсенділік төмендейді және гомологтардың беттік белсенділігі арасындағы айырмашылық тегістеледі.
Алайда, бұл түсініктеме бірдей объектілерде өлшенген Гу мәндері молекулалардың жатқан орнына емес, тұрған орнына сәйкес келетініне қайшы келеді, соның арқасында олар n-ден дерлік тәуелсіз.Дюклос-Траубе қанағаттандырады, адсорбцияланған молекулалар бетінде жатады, ал олардың тығыздығы артқан сайын бірте-бірте көтеріледі. Бірақ мұндай интерпретация Лангмюр изотермасының қатаң қолданылуымен үйлеспейтіні анық, онда Гу адсорбциялық қабаттың толтырылу дәрежесіне тәуелсіз тұрақты шама болып есептеледі.
Май қышқылдарының гомологтық қатары үшін Дюклос-Траубе ережесінің қаншалықты сақталатынын кестедегі деректерден көруге болады. V, 4. Дюкло-Траубе ережесі май қышқылдары үшін ғана емес, сонымен қатар басқа гомологтық қатарлар үшін де байқалады - спирттер, аминдер және т.б.
Дюклос-Траубе ережесінің тағы бір тұжырымы май қышқылдарының тізбегінің ұзындығы экспоненциалды түрде ұлғайған кезде беттік белсенділік экспоненциалды түрде артады. Ұқсас байланыс молекула ұзартылған кезде және jA мәні үшін сақталуы керек, өйткені жеткілікті төмен концентрациядағы заттардың беттік белсенділігі меншікті капиллярлық константаға пропорционал.
Сондай-ақ, Дюклос-Траубе ережесі тек беттік белсенді заттардың сулы ерітінділері үшін ғана сақталатынын атап өткен жөн. Полярлы емес еріткіштердегі бірдей заттардың ерітінділері үшін Дюклос-Траубе ережесі инверттелген, өйткені ұлғайған сайын
Бірінші жуықтауда орта адсорбентті неғұрлым жақсы ерітсе, осы ортадағы адсорбция соғұрлым нашар болады деп болжауға болады. Бұл ереже Дюкло-Траубе ережесін өзгерту себептерінің бірі болып табылады. Сонымен, май қышқылының адсорбциясы гидрофильді адсорбентте (мысалы, силикагельде) көмірсутекті ортадан (мысалы, бензолдан) болған кезде адсорбция қышқылдың молекулалық салмағының жоғарылауымен жоғарыламайды, келесідей. Дюклос-Траубе ережесінен, бірақ төмендейді, өйткені жоғары май қышқылдары полярлы емес ортада жақсы ериді.
Дюкло-Траубе ережесінің мұндай кері өзгеруін тегіс беттері бар кеуекті емес адсорбенттерде байқауға болмайтыны анық.
Дюкло-Траубе ережесі
Еритін беттік белсенді заттарға арналған Дюклос-Траубе ережесі сұйылтылған ерітінділерден бастап беттік қабаттардың максималды қанығуына дейін кең ауқымда орындалады. Бұл жағдайда Traube коэффициентін беткі қабаттың қанығуына сәйкес келетін концентрациялардың қатынасы ретінде көрсетуге болады.
Дюкло-Траубе ережесі маңызды теориялық және бар практикалық құндылығы. Ол ұзын тізбекті жоғары белсенді беттік белсенді заттардың синтезінің дұрыс бағытын көрсетеді.
Дюкло-Траубе ережесі қалай тұжырымдалған Оны қалай жазуға болады Көміртек атомдарының саны n және n- болатын көршілес екі гомологтың беттік керілу изотермалары қалай көрінеді -
Шишковский теңдеуіне енгізілген тұрақтылар мен беттік-активті зат молекулаларының құрылымы арасындағы байланысты Дюкло мен Траубе белгілеген үлгіге сілтеме жасау арқылы анықтауға болады. Дюкло гомологтық қатардағы беттік белсенді заттардың судың беттік керілуін төмендету қабілеті көміртегі атомдарының саны артқан сайын жоғарылайтынын анықтады. Трауб Дюклоның бақылауларын толықтырды. Осы зерттеушілер тапқан көміртегі атомдарының беттік белсенділігі мен саны арасындағы байланыс Дюклос-Траубе ережесі деп аталды.Арифметикалық прогрессияда гомологтық қатардағы көміртек атомдарының саны артқан сайын беттік активтілік экспоненциалды түрде артады, ал молекуланың көмірсутекті бөлігінің бір СН3 тобына ұлғаюы беттік белсенділіктің шамамен 3-3,5 есе артуына сәйкес келеді (орта есеппен 3,2 есе).
Дюклос-Траубе ережесі еріген заттардың төмен концентрацияларында ең дәл болып табылады. Сондықтан
Дюклос-Траубе ережесінен маңызды қорытынды шығады: адсорбциялық қабаттың максималды қанығу кезінде бір молекуланың ауданы бір гомологтық қатарда тұрақты болып қалады.
Алифатикалық қайтымды бәсекелес ингибиторлар. Суреттен көрініп тұрғандай. 37, белсенді орталықтың жақындығы ингибитор молекуласындағы (алканолдар) алифаттық тізбектің құрылымына қатысты онша ерекше емес. Алифаттық тізбектің қалыпты немесе тармақталған болуына қарамастан, КОН алканолының белсенді орталықпен қайтымды байланысуының тиімділігі К тобының жалпы гидрофобтылығымен анықталады.Дәлірек айтқанда, лог i мәні, ол беріктігін сипаттайды. күрделі, су мен стандартты органикалық фаза (n-октанол) арасында осы қосылыстардың 1 R таралу дәрежесімен сызықты (бірлікке жақын еңіспен) артады. Бұл жағдайда байқалатын өсу мәні бос энергия CHa тобының судан белсенді орталық ортаға ауысуы шамамен -700 кал/моль (2,9 кДж/моль) құрайды (гомологтық қатардың төменгі мүшелері үшін). Бұл шама коллоидтық химияда белгілі Дюклос-Траубе ережесінен туындайтын бос энергия өсімінің мәніне жақын және сұйық CH-топтың судан сусызға (гидрофобты) өтуінің бос энергиясына тән. ) орташа. Осының барлығы химотрипсиннің белсенді орталығының гидрофобты аймағын ақуыз шарының беткі қабатында орналасқан органикалық еріткіштің тамшысы ретінде қарастыруға мүмкіндік береді. Бұл тамшы гидрофобты ингибиторды судан интерфейске адсорбциялайды, немесе біршама тереңдете отырып, оны толығымен шығарады. Гидрофобты аймақтың микроскопиялық құрылымы тұрғысынан оны мицелланың фрагменті ретінде қарастыру дұрысырақ болар еді, алайда мұндай егжей-тегжейлеу қажет емес болып көрінеді, өйткені n- ауысуының бос энергиясы белгілі. алкандардың судан додецилсульфат мицелласының микроскопиялық ортасына дейін судан макроскопиялық сұйық полярлы емес фазаға бірдей қосылыстардың бөлінуінің бос энергиясынан аз айырмашылығы бар.
Органикалық фазадан адсорбция. Бұл жағдайда көрші (сулы) фазаға тек полярлық топ өтеді. Демек, адсорбция жұмысы тек органикалық фазадағы және судағы полярлық топтардың молекулааралық әрекеттесу энергиясының айырмашылығымен, яғни органикалық сұйықтықтан суға өту кезінде олардың энергетикалық күйінің өзгеруімен анықталады. Көмірсутек радикалдары органикалық фазада қалатындықтан, PAAUdaO және органикалық фазадан адсорбциялау жұмысы V0. Бұл жағдайда адсорбция жұмысы көмірсутек радикалының ұзындығына тәуелді болмауы керек және Дюклос-Траубе ережесін сақтамау керек. Шынында да, тәжірибелік деректер көрсеткендей, барлық қалыпты спирттер мен қышқылдар сумен шекарада парафинді көмірсутектерден шамамен бірдей адсорбцияланады. Бұл суретте жақсы көрсетілген. 4 . Ұлылық-
Демек, қосылыстың беттік белсенділігі неғұрлым көп болса, молекуланың полярлық ассиметриясы соғұрлым күштірек көрінеді. БАЗ молекуласының полярлы емес бөлігінің беттік белсенділікке әсері гомологтық қатарда айқын көрінеді (20.1-сурет). Бұл заңдылықты Г.Дюкло ашты, оны кейінірек П.Траубе Дюкло-Траубе ережесі деп аталатын ереже түрінде дәлірек тұжырымдаған.
p мәні Траубе коэффициенті деп аталады. Дюкло-Трау ережесінің теориялық түсіндірмесін кейінірек И.Лангмюр берді. Ол көршілес екі гомологтың көмірсутек тізбегінің судан ауаға ауысуы кезіндегі энергия өсімін есептеп, бір СН3 тобының ауысу энергиясына сәйкес келетін айырмашылық гомологтық қатарда тұрақты және 3 кДж/мольге жақын екенін анықтады. . Энергияның артуы полярлы емес контурды сулы ортадан ауаға шығару кезінде судың дипольдері біріктіріліп, жүйенің Гиббс энергиясы азаятындығына байланысты. Бұл кезде Гиббс энергиясы және оның полярлық жақындығы жоғары ортаға өткен БАЗ тізбегі төмендейді.
БАЗ тізбегі ұзындығының әсері. Гомологты қатарда беттік белсенді заттың молекулалық салмағының жоғарылауымен CMC мәні беттік белсенділікке шамамен кері пропорционалды түрде төмендейді (CMCl 1/0m). Көршілес гомологтар үшін CMC қатынасы Дюклос-Траубе ережесі коэффициентінің (CMC) / (CMC) +1 Р = 3,2 мәніне ие.
Лэнгмюр Дюкло-Траубе ережесін ерітінді көлемінен газ фазасына топтық тасымалдау энергиясын – Hj – есептеуге болатынын көрсетті. Шынында да, b-ті адсорбциялық тепе-теңдіктің тұрақтысы ретінде қарастыру [б. 61 К эквивалентті мәні үшін К = кДж жарамды екендігі көрсетілді, стандартты реакция изотермасының теңдеуіне сәйкес бізде
Термин айтылған беттерді қараңыз Дюклос Траубе, ереже: Коллоидтық химия 1982 (1982) — [ c.54 ]
беттік белсенділік. Беттік-белсенді және беттік-белсенді емес заттар. Дюкло-Траубе ережесі.
беттік белсенділік, интерфейстегі адсорбция кезінде заттың беттік керілуді төмендету қабілеті (фазааралық керілу). Адсорбция Г in-va және одан туындаған беттік керілу s төмендеуі концентрациямен байланысты біргеЗаттың фаза аралық бетіне адсорбциялану фазасындағы in-va, Гиббс теңдеуі (1876): 
Қайда R-газ тұрақтысы, Т-абс. температура (қараңыз адсорбция).Туынды
берілген фазааралық шекарада заттың беттік керілуді төмендету қабілетінің өлшемі ретінде қызмет етеді және де аталады. беттік белсенділік. Дж м/мольмен (гиббс) өлшенген G (Дж. Гиббс құрметіне) белгіленеді.
Беттік белсенді заттар (БАЗ), басқа фазамен (сұйық, қатты немесе газ тәріздес) түйісетін жердегі сұйықтықтан адсорбциясы орташа мәнге әкелетін заттар. беттік керілуді төмендету (беттік белсенділікті қараңыз). Ең жалпы және практикалық жағдайда адсорбцияланған беттік белсенді зат молекулалары (иондар) амфифилді құрылымға ие, яғни олар полярлы топ пен полярлы емес көмірсутек радикалынан (амфифилді молекулалар) тұрады. Полярлы емес фазаға қатысты беттік белсенділік (газ, көмірсутекті сұйықтық, полярсыз бет қатты дене) полярлық ортадан ығыстырылған көмірсутек радикалы бар. Беттік белсенді заттардың сулы ерітіндісінде ауамен шекарада көмірсутек радикалдары ауаға бағытталған адсорбциялық мономолекулалық қабат түзіледі. Ол қаныққан кезде беттік қабатта конденсацияланатын беттік белсенді заттың молекулалары (иондары) бетіне перпендикуляр (қалыпты бағдар) орналасады.
Адсорбциялық қабаттағы беттік белсенді заттардың концентрациясы сұйықтықтың негізгі бөлігіне қарағанда бірнеше рет жоғары, сондықтан судағы елеусіз (салмағы бойынша 0,01-0,1%) болса да беттік белсенді заттар судың беттік керілуін төмендете алады. ауамен шекарасы 72,8-ден 10 -3-тен 25-ке дейін 10 -3 Дж/м 2, яғни. көмірсутекті сұйықтықтардың беттік керілуіне дерлік. Осыған ұқсас құбылыс беттік-активті заттың сулы ерітіндісі мен көмірсутек сұйықтығы арасындағы шекарада орын алады, бұл эмульсиялардың түзілуіне алғышарттар жасайды.
Ерітіндідегі беттік белсенді заттардың күйіне қарай шын еритін (молекулалық дисперсті) және коллоидты БАЗ-ды шартты түрде ажыратады. Мұндай бөлудің шарттылығы сол БАЗ жағдайлары мен химикасына байланысты екі топқа да жатуы мүмкін. еріткіштің табиғаты (полярлығы). Беттік-активті заттардың екі тобы да фаза шекараларында адсорбцияланады, яғни олар ерітінділерде беттік белсенділікті көрсетеді, ал коллоидты беттік белсенді заттар ғана коллоидтық (мицеллярлық) фазаның түзілуіне байланысты көлемдік қасиеттерді көрсетеді. Бұл беттік белсенді заттар топтары өлшемсіз шаманың мәнімен ерекшеленеді, ол деп аталады. гидрофильді-липофильді тепе-теңдік (ГЛБ) және қатынасымен анықталады:
Дюкло-Траубе ережесі- органикалық заттардың сулы ерітіндісінің беттік белсенділігін оның молекуласындағы көмірсутек радикалының ұзындығымен байланыстыратын тәуелділік. Бұл ережеге сәйкес көмірсутек радикалының ұзындығы бір СН 2 тобына ұлғайған кезде заттың беттік белсенділігі орта есеппен 3,2 есе артады.Беттік белсенділік БАЗ молекулаларының құрылымына байланысты; соңғысы әдетте полярлық бөліктен (дипольдік моменті үлкен топтар) және полярсыз бөліктен (алифаттық немесе ароматты радикалдардан) тұрады. Органикалық заттардың гомологтық қатарының шекарасында сулы ерітіндінің беттік керілуін белгілі бір деңгейге дейін төмендетуге қажетті концентрация көміртегі радикалының бір -СΗ 2 -топқа артуы кезінде 3-3,5 есе азаяды.
Ережені орыс И.Траубе (неміс) тұжырымдаған. көптеген заттардың (карбон қышқылдары, күрделі эфирлер, спирттер, кетондар) судағы ерітінділеріне жүргізген тәжірибелерінің нәтижесінде 1891 ж. Э.Дюклоның алдыңғы зерттеулері, рухы жағынан Траубе шығармаларына жақын болғанымен, нақты концентрацияға тәуелділікті ұсынбады, сондықтан шетел әдебиетіережеде тек Траубе деген атау бар. . Траубе ережесінің термодинамикалық түсіндірмесін 1917 жылы И.Лангмюр берген.
Дюкло-Траубе ережесі
Ағылшынша-орысша және орысша-ағылшынша үлкен сөздік. 2001 ж.
Дюкло-Траубе ережесі- Дюклос Траубе ережесі: бір гомологтық қатардағы заттардың көміртегі тізбегінің ұзындығы ұлғайған кезде полярлы еріткіштен полярсыз адсорбентке адсорбция көмірсутек тізбегінің бір метилен тобына CH2 ұлғаюымен шамамен 3 есе артады. ... ... Химиялық терминдер
Дюкло ережесі- органикалық заттың сулы ерітіндісінің беттік белсенділігін оның молекуласындағы көмірсутек радикалының ұзындығымен байланыстыратын жарақатқа тәуелділік. Осы ережеге сәйкес көмірсутекті радикал ұзындығының бір топқа ұлғаюымен ... ... Уикипедия
Жалпы химия: оқулық. А.В.Жолнин; ред. В.А.Попкова, А.В.Жолнина. . 2012 ж.
Басқа сөздіктерде «Дюклос-Траубе ережесі» не екенін қараңыз:
БЕТІНІҢ ҚЫСЫМЫ- (жалпақ қысым, екі өлшемді қысым), таза сұйық беті мен адсорбциямен жабылған сол сұйықтықтың беткі қабатының (кедергі) бірлік ұзындығына әсер ететін күш. беттік белсенді зат қабаты. P. d. жағына бағытталған ... ... Физикалық энциклопедия
Дәрі- I Медицина Медицина жүйесі ғылыми білімжәне денсаулықты нығайтуға және сақтауға, адамдардың өмірін ұзартуға, адам ауруларының алдын алуға және емдеуге бағытталған практикалық іс-шаралар. Осы міндеттерді орындау үшін М. құрылымын және ... ... Медициналық энциклопедияны зерттейді
Иммунитет- иммундық. Мазмұны: Тарих және қазіргі заман. I. доктринасының жағдайы. 267 I. бейімделу құбылысы ретінде. 283 I. жергілікті. 285 I. жануарлардың уларына. 289 I. протозойнмен. және спирохета, инфекциялар. 291 I. to ... ... Үлкен медициналық энциклопедия
Траубе-Дюклос ережесі;
Жоғарыда айтылғандай, ерітінді-газ интерфейсінде адсорбциялануға қабілетті беттік-белсенді молекулалар амфифильді болуы керек; полюсті және полюссіз бөліктері бар.
Дюкло, содан кейін Траубе қаныққан май қышқылдарының гомологты қатарының сулы ерітінділерінің беттік керілуін зерттей отырып, бұл заттардың ерітінді-ауа шекарасындағы беттік белсенділігі (−) неғұрлым үлкен болса, көмірсутек радикалының ұзындығы соғұрлым ұзақ болатынын анықтады. , және орта есеппен ол әрбір топ үшін 3-3 ,5 есе артады -CH 2 -. Бұл маңызды үлгі деп аталады Траубе-Дюкло ережелері.
Траубе ережесі — Дуклоглазит:
қалыпты майлы бір негізді қышқылдардың гомологиялық қатарында олардың суға қатысты беттік белсенділігі (-) әр топ үшін -СН 2 - бірдей молярлық концентрацияда күрт 3-3,5 есе артады.
Траубе ережесінің тағы бір тұжырымы — Дюкло: «Май қышқылдарының тізбегінің ұзындығы экспоненциалды түрде артқанда, беттік белсенділік экспоненциалды түрде артады». Траубе ережесі — Дюкло 18.1-суретте жақсы суреттелген.
Суреттен көрініп тұрғандай, гомологтық қатардағы зат неғұрлым жоғары болса, соғұрлым ол берілген концентрациядағы судың беттік керілуін төмендетеді.
Траубе билігімен бекітілген тәуелділіктің себебі — Дюкло, радикал ұзындығының ұлғаюымен май қышқылының ерігіштігінің төмендейтіндігінде және оның молекулаларының көлемнен беткі қабатқа ауысу тенденциясының жоғарылауында жатыр. Траубе билігі екені анықталды — Дюкло тек май қышқылдарына ғана емес, сонымен қатар басқа гомологиялық қатарларға – спирттерге, аминдерге және т.б.
Күріш. 18.1 Траубе ережесі — Дюкло:
1- сірке қышқылы, 2- пропион қышқылы, 3- май қышқылы, 4- валериан қышқылы.
1) тек төмен концентрацияларда, - - мәні максималды болғанда;
2) бөлме температурасына жақын температуралар үшін. Жоғары температурада 3-3,5 факторы төмендейді және бірлікке ұмтылады. Температураның жоғарылауы молекулалардың десорбциясына ықпал етеді және сондықтан олардың беттік белсенділігі төмендейді (гомологтардың беттік белсенділігі арасындағы айырмашылық тегістеледі);
3) тек сулы ерітінділер үшін. беттік белсенді зат.
Американдық физик-химигі Лэнгмюр Траубе ережесінің бетінде адсорбцияланған молекулалардың еркін орналасуы бар ерітіндідегі беттік белсенді заттардың шағын концентрациясы үшін ғана жарамды екенін анықтады (18.6-сурет).
Күріш. 18.6 Адсорбцияланған молекулалардың интерфейстегі орналасуы:
а – төмен концентрацияларда; b - орташа концентрацияларда;
в - максималды мүмкін болатын адсорбция кезінде қаныққан қабатта
ДУКЛАУ-ТРАБЕ ЕРЕЖЕСІ
Гиббс теңдеуінен туындының мәні заттың адсорбция кезіндегі мінез-құлқының сипаттамасы болып табылады, бірақ оның мәні концентрацияның өзгеруімен өзгереді (3.2-суретті қараңыз). Бұл шамаға сипаттамалық константа түрін беру үшін оның шекті мәні алынады (c 0 кезінде). П.А.Ребиндер (1924) бұл мәнді беттік белсенділік g деп атады:
[g] = Дж – м 3 / м 2 -моль \u003d Дж – м / моль немесе N-м 2 / моль.
Адсорбцияланатын заттың концентрациясы жоғарылаған сайын беттік керілу азайған сайын бұл заттың беттік белсенділігі артады, ал Гиббс адсорбциясы соғұрлым жоғары болады.
Беттік белсенділікті графикалық түрде оның у осімен қиылысу нүктесіндегі =f(c) қисығына сызылған жанама көлбеуінің жанамасының теріс мәні ретінде анықтауға болады.
Сонымен, беттік белсенді заттар үшін: g > 0; 0. TID үшін: g 0, Г i
Бұл сондай-ақ сахарозаның әрекетсіздігін түсіндіреді, оның молекуласында полярлы емес көмірсутек қаңқасымен бірге көптеген полярлық топтар бар, сондықтан молекулада полярлық және полярлы емес бөліктердің тепе-теңдігі бар.
2. Гомологтық қатарда беттік белсенділіктің (g) өзгеруінің айқын заңдылықтары бар: көмірсутек радикалының ұзындығы ұлғайған сайын ол артады.
