1. Valmistage kolme alkoholi (või orgaanilise happe) lahused 0,2, 0,1, 0,05, 0,025 ja 0,0125 M. üks homoloogne seeria.
2. Määrake seadme ja Rebinderi meetodi abil nende pindpinevuste väärtused, kirjutage tulemused ja arvutused tabelisse 3.6.
3. Joonistage ühele graafikule kõigi sama homoloogse seeria pindaktiivsete ainete lahuste pindpinevusisotermid, mida kasutasite.
4. Arvutage graafikult kõigi lahuste pinnaaktiivsused Ds/DC kõikide kontsentratsioonide korral algsetest lineaarsetest lõikudest.
5. Arvutage homoloogse rea lähimate naabrite pinnaaktiivsuste suhe.
6. Tehke järeldus Duclose-Traube'i reegli teostatavuse kohta.
Tabel 3.6.
| Lahendused | KOOS, Mol/l | P = h 2 - h 1 | s, päeva/cm | 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 |
KONTROLLKÜSIMUSED:
Enne töö tegemist:
1. Sõnasta töö eesmärk.
2. Selgitage mõõtmisprotseduuri pindpinevuse määramiseks Rehbinderi meetodil.
3. Kirjeldage pindaktiivsete ainete lahuste pindaktiivsuse määramise ja Gibbsi adsorptsiooni arvutamise meetodit.
4. Selgitage Duclos-Traube reegli teostatavuse kontrollimiseks tehtavate tööde ja arvutuste käik.
Töö kaitsmiseks:
1. Pindpinevus on...
2. Märkige vedelike pindpinevust mõjutavad tegurid.
3. Kas pehme ja kareda vee, mille proovid on sama temperatuuriga, pindpinevus on erinev? Põhjendage oma vastust.
4. Selgitage mõistete "absorptsioon" ja "adsorptsioon" erinevust. Tooge näiteid adsorptsiooni ja absorptsiooni kohta.
5. Joonistage graafikud adsorptsiooni sõltuvuse kohta pindaktiivse aine kontsentratsioonist temperatuuridel T 1 ja T 2, võttes arvesse, et T 2< Т 1.
6. Joonistage graafikud pindpinevuse sõltuvusest pindaktiivse aine kontsentratsioonist temperatuuridel T 1 ja T 2, võttes arvesse, et T 2 > T 1.
7. Määrake pindala ühe aniliini C 6 H 5 NH 2 molekuli kohta selle piirpinnal õhuga, kui aniliini maksimaalne adsorptsioon on G ¥ = 6,0 10 –9 kmol/m 2.
8. Too näide protsessist, mille tulemusena muutub vee pindpinevus nulliks.
9. Valige mitmete allpool toodud ühendite hulgast need, mis suurendavad vee pindpinevust: NaOH, NH 4 OH, C 6 H 5 NH 2, CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -COOH, CH 3 - CH2ONa, KCNS
10. Kui erinevad on sama kontsentratsiooniga (madalatel kontsentratsioonidel) etüül- (CH 3 -CH 2 OH) ja butüül- (CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 OH) alkoholide pinnaaktiivsused.
11. Millistel järgmistest ühenditest on sama kontsentratsiooni juures suurim adsorptsiooniväärtus: HCOOH, CH 3 -COOH või CH 3 -CH 2 -COOH? Põhjendage oma vastust.
GAASIKROMATOGRAAFIA
Ainete segu eraldamise kromatograafiline meetod seisneb selles, et segu moodustavad ained liiguvad koos mittesorbeeriva kandegaasiga piki sorbendi pinda (statsionaarne faas) ning samal ajal toimuvad sorbtsiooni- ja desorptsiooniprotsessid. neid aineid esineb pidevalt. Statsionaarne faas asetatakse täidisena torusse, mida nimetatakse kromatograafiliseks kolonniks, millest kõik sissetulevad ained peavad läbima, misjärel tuvastatakse need kolonni väljapääsu juures asuva kromatograafilise detektoriga. Ainete liikumine piki kolonni toimub ainult koos kandegaasi vooluga, samal ajal kui sorbeeritud olekus nad ei liigu suunas. Seetõttu, mida pikem on üksiku aine molekulide keskmine "eluiga" sorbeeritud olekus, seda väiksem on nende keskmine liikumiskiirus mööda kolonni. Joonisel 3.1 on kujutatud detektoriga salvestatud kromatogrammi nelja aine segu kohta.
Riis. 4.1 Nelja aine segu tüüpiline kromatogramm.
Nool joonisel 4.1 näitab hetke, mil segu siseneb kolonni sissepääsu juures kandegaasi voolu. Aine läbi kolonni kulgemise koguaeg ( säilitusaeg ) t u koosneb kandegaasiga liikumise ajast t 0 ja sorbeeritud olekus veedetud koguaeg t R (korrigeeritud säilitusaeg):
t u = t o + t R 4.1
t 0 on kõigi ainete puhul sama, kuna need liiguvad mööda kolonni koos kandegaasiga selle liikumiskiirusega u 0 . Kuna ainete jäämine sorbeeritud olekus toimub eraldatud ainete molekulide interaktsiooni tõttu vedela kile molekulidega (jaotuskromatograafia) või tahke faasi pinnaga (adsorptsioonkromatograafia), sõltub t R olemusest. statsionaarsest faasist. Segu komponentidel, mis erinevad antud statsionaarse faasiga interaktsiooni energia poolest, on erinevad t R väärtused. Näiteks nende interaktsioonide energia süsivesinike derivaatide puhul määrab süsivesinike ahela pikkus ja funktsionaalrühmade olemasolu; seetõttu on korrigeeritud retentsiooniaja väärtus t R antud aine kvalitatiivne omadus konstantsetes katsetingimustes. : temperatuur ja kandegaasi mahuline kiirus (w ).
i-nda segukomponendi keskmine lineaarne liikumiskiirus piki kolonni u i = l/t u , Kus l- veeru pikkus, mida kirjeldab põhivõrrand:
4.2
u 0 - kandegaasi kiirus;
- Henry koefitsient, s.o. i-nda aine jaotuskoefitsient statsionaarse ja gaasifaasi vahel;
C a ja C on vastavalt aine kontsentratsioonid nendes faasides tasakaaluolekus;
nimetatakse faasisuhteks ja see on võrdne statsionaarse faasi mahu V a suhtega, milles toimub sorptsioon liikuva (gaasi) faasi ruumalasse kolonnis. V = wt o., w – kandegaasi mahuline kiirus
.
Tulenevalt asjaolust, et segu erinevate ainete Гi erinevad üksteisest, toimub nende liikumine piki kolonni erineva keskmise kiirusega, mis viib nende eraldumiseni. Imendumata ained ja ka kandegaas liiguvad kogu kolonni pikkuses ajas t 0 . Seega
, 4.Z
need. 
, 4.4
Kus
, 4.5
Parema ja vasaku külje korrutamine w, saame
, 4.6
V R- korrigeeritud retentsioonimaht , sõltub ainult statsionaarse faasi mahust kolonnis ja Henry koefitsiendist. Kahe võrdse komponendi 1 ja 2 suhteline peetav maht ei sõltu Va-st, vaid ainult ainete olemusest ja temperatuurist
, 4.7
Seega on suhteline retentsioonimaht aine kõige reprodutseeritavam kvalitatiivne tunnus võrreldes t u, t R ja VR.
Tüüpiline L/O liides on piir vee (W) ja õli (M) vahel – komponendid, millel puudub üksteise suhtes afiinsus või mis on nõrk. See piir on üsna selgelt väljendatud, kuigi mitte nii teravalt kui L/G liidese puhul (joonis 1). Kogu kontaktpinna suurenemine ühe faasi (väikeste tilkade kujul) teise hajutamise teel toimub aeglaselt, samas kui vastupidine üleminek algfaasidele toimub kiiresti ja pöördprotsessi liikumapanev jõud on kalduvus pinda vähendada. ja vähendada pinnaenergiat. Süsteemi lisatud difiilsed ained (näiteks rasvhapped) jaotuvad L/L liidesel nii, et molekuli erinevate osade afiinsus erinevate faaside suhtes põhjustab pinna vaba energia vähenemist ja stabiliseerib liidest. L / G ja L / L liideste molekulide jaotustüüpide sarnasus on näha joonisel fig. 4,a,b; peamine erinevus on pindaktiivsete ainete molekulide olemasolu õlikihis. Pindaktiivse aine jaotus on näidatud joonisel fig. 4b kehtib võrdselt õli-vees (O/V) või vesi-õlis (V/O) emulsioonide kohta, nii et mõlemat tüüpi emulsioone (või dispersioone) stabiliseeritakse sobivate sobivate pindaktiivsete ainetega.
50. Gaaside adsorptsioon tahkete ainete pinnal.
51. Adsorptsioon lahustest. Ioonivahetus.
Lahusest lahustunud ainete adsorptsiooniisotermid on välimuselt sarnased gaaside adsorptsiooniisotermidega; lahjendatud lahuste puhul kirjeldavad need isotermid hästi Freundlichi või Langmuiri võrrandid, kui asendada nendega lahuses leiduva aine tasakaalukontsentratsioon. Lahustest adsorptsioon on aga gaasi adsorptsiooniga võrreldes palju keerulisem nähtus, kuna lahusti adsorptsioon toimub sageli samaaegselt lahustunud aine adsorptsiooniga.
Adsorptsioon elektrolüütide vesilahustest toimub reeglina nii, et tahkel adsorbendil olevast lahusest adsorbeeritakse valdavalt ühte tüüpi ioonid. Eelistatud adsorptsiooni kas aniooni või katiooni lahusest määrab adsorbendi ja ioonide olemus. Elektrolüütide lahustest ioonide adsorptsiooni mehhanism võib olla erinev; eristada ioonide vahetust ja spetsiifilist adsorptsiooni.
Ioonivahetus on elektrolüüdilahuse ja tahke aine (ioonivaheti) vahelise samaväärse ioonivahetuse pöörduv protsess. Ioonivahetid (ioonivahetid) on ained, mis on kokkupuutel elektrolüütide lahustega võimelised ioonivahetust tegema. Vahetatud ioonide märgi alusel eristatakse katioonivahetajaid ja anioonivahetiid. Katioonivahetil on fikseeritud anioonsed rühmad ja katioonid, mis on võimelised keskkonnaga vahetama. Ioonivahetusel on mõningaid sarnasusi adsorptsiooniga - lahustunud aine ioonide kontsentratsioon toimub tahke aine pinnal.
52. Dispergeeritud süsteemide saamise ja puhastamise meetodid.
Dispergeeritud süsteem on süsteem, milles üks aine jaotub teise keskkonnas ning osakeste ja dispersioonikeskkonna vahel on faasipiir. Dispergeeritud süsteemid koosnevad hajutatud faasist ja dispersioonikeskkonnast.
Dispergeeritud faas on keskkonnas jaotunud osakesed. Selle tunnused: hajuvus ja katkendlikkus.
Dispersioonikeskkond on materiaalne keskkond, milles hajutatud faas paikneb. Selle märk on järjepidevus.
Dispersioonimeetod. See koosneb tahkete ainete mehaanilisest purustamisest etteantud dispersiooniks; ultraheli vibratsiooniga hajutamine; elektriline dispersioon vahelduv- ja alalisvoolu mõjul. Dispergeerimismeetodil hajutatud süsteemide saamiseks kasutatakse laialdaselt mehaanilisi seadmeid: purustid, veskid, mördid, rullid, värviveskid, loksutajad. Vedelikud pihustatakse ja pihustatakse düüside, jahvatusmasinate, pöörlevate ketaste ja tsentrifuugide abil. Gaaside hajutamine toimub peamiselt läbi vedeliku mullitamise teel. Vahtpolümeerides, vahtbetoonis ja vahtkipsis toodetakse gaase, kasutades aineid, mis vabastavad gaasi kõrgel temperatuuril või keemilistes reaktsioonides.
Vaatamata dispersioonimeetodite laialdasele kasutamisele ei saa neid kasutada dispergeeritud süsteemide saamiseks osakeste suurusega -100 nm. Sellised süsteemid saadakse kondensatsioonimeetoditega.
Kondensatsioonimeetodid põhinevad molekulaarses või ioonses olekus ainetest dispergeeritud faasi moodustumise protsessil. Selle meetodi vajalik nõue on üleküllastunud lahuse loomine, millest tuleks saada kolloidne süsteem. Seda on võimalik saavutada teatud füüsikalistes või keemilistes tingimustes.
Kondensatsiooni füüsikalised meetodid:
1) vedelike või tahkete ainete aurude jahutamine adiabaatilisel paisumisel või nende segamine suure õhuhulgaga;
2) lahusti järkjärguline eemaldamine (aurustamine) lahusest või selle asendamine mõne muu lahustiga, milles dispergeeritud aine on vähem lahustuv.
Seega viitab füüsikaline kondenseerumine veeauru kondenseerumisele õhus lendlevate tahkete või vedelate osakeste, ioonide või laetud molekulide pinnal (udu, sudu).
Lahusti asendamine toob kaasa sooli moodustumise, kui algsele lahusele lisatakse mõni muu vedelik, mis seguneb hästi algse lahustiga, kuid on lahustunud aine jaoks halb lahusti.
Keemilise kondensatsiooni meetodid põhinevad erinevate reaktsioonide läbiviimisel, mille tulemusena sadestub üleküllastunud lahusest lahustumatu aine.
Keemiline kondensatsioon võib põhineda mitte ainult vahetusreaktsioonidel, vaid ka redoksreaktsioonidel, hüdrolüüsil jne.
Dispergeeritud süsteeme võib saada ka peptiseerimise teel, mis seisneb setete, mille osakeste suurus on juba kolloidne, muutmises kolloidseks “lahuseks”. Eristatakse järgmisi peptiseerimise liike: peptimine sette pesemisega; peptiseerimine pindaktiivsete ainetega; keemiline peptiseerimine.
Termodünaamilisest vaatenurgast on kõige soodsam meetod dispersioon.
Puhastusmeetodid:
Dialüüs on soolide puhastamine lisanditest, kasutades poolläbilaskvaid membraane, mida pestakse puhta lahustiga.
Elektrodialüüs on dialüüs, mida kiirendab elektriväli.
Ultrafiltreerimine on puhastamine, pressides dispersioonikeskkonda koos madala molekulmassiga lisanditega läbi poolläbilaskva membraani (ultrafilter).
53. Dispergeeritud süsteemide malekulaarkineetilised ja optilised omadused: Browni liikumine, osmootne rõhk, difusioon, settimise tasakaal, settimise analüüs, hajutatud süsteemide optilised omadused.
Kõik molekulaarkineetilised omadused on põhjustatud molekulide spontaansest liikumisest ja avalduvad Browni liikumises, difusioonis, osmoosis ja settimise tasakaalus.
Browni liikumine on vedelikes või gaasides hõljuvate väikeste osakeste pidev, kaootiline, igas suunas võrdselt tõenäoline liikumine dispersioonikeskkonna molekulide mõjul. Browni liikumise teooria põhineb ideel juhusliku jõu interaktsioonist, mis iseloomustab molekulide mõju, ajast sõltuvat jõudu ja hõõrdejõudu, kui hajutatud faasi osakesed liiguvad dispergeerivas keskkonnas. teatud kiirus.
Lisaks translatsioonilisele liikumisele on võimalik ka pöörlev liikumine, mis on tüüpiline ebakorrapärase kujuga kahemõõtmelistele osakestele (niidid, kiud, helbed). Browni liikumine on kõige enam väljendunud väga hajutatud süsteemides ja selle intensiivsus sõltub dispersioonist.
Difusioon on aine spontaanne levik kõrgema kontsentratsiooniga piirkonnast madalama kontsentratsiooniga piirkonda. Eristatakse järgmisi tüüpe:
1.) molekulaarne
3) kolloidosakesed.
Difusioonikiirus gaasides on suurim ja tahketes ainetes kõige väiksem.
Osmootne rõhk on lahuse kohal olev liigne rõhk, mis on vajalik, et vältida lahusti ülekandumist läbi membraani. OD tekib siis, kui puhas lahusti liigub lahuse poole või lahjendatud lahuselt kontsentreerituma poole, ja on seetõttu seotud lahustunud aine ja lahusti kontsentratsiooniga. Osmootne rõhk on võrdne rõhuga, mille hajutatud faas (lahustunud aine) tekitaks, kui see gaasi kujul samal temperatuuril hõivaks kolloidsüsteemi (lahuse) ruumala.
Setitamine on hajutatud süsteemide eraldamine raskusjõu mõjul hajutatud faasi eraldamisega sette kujul. Dispergeeritud süsteemide settevõime näitab nende settimise stabiilsust. Eraldusprotsesse kasutatakse siis, kui on vaja isoleerida üks või teine komponent mõnest komponendist mõnest looduslikust või kunstlikult valmistatud tootest, mis on heterogeenne vedel süsteem. Mõnel juhul eemaldatakse süsteemist väärtuslik komponent, mõnel juhul eemaldatakse soovimatud lisandid. Ühiskondlikus toitlustuses on hajutatud süsteemide eraldamise protsessid vajalikud, kui on vaja saada selgeid jooke, selgitada puljong ja vabastada see lihaosakestest.
Hajutatud faasi osakestega kokku puutuva valguskiire käitumine oma teel sõltub valguse lainepikkuse ja osakeste suuruse suhtest. Kui osakeste suurus on suurem kui valguse lainepikkus, siis peegeldub valgus osakeste pinnalt teatud nurga all. Seda nähtust täheldatakse suspensioonides. Kui osakeste suurus on väiksem kui valguse lainepikkus, siis valgus hajub.
orgaaniline aine, mille molekulis on süsivesiniku radikaal. Selle reegli kohaselt suureneb süsivesinikradikaali pikkuse suurenemisel ühe CH 2 rühma võrra aine pinnaaktiivsus keskmiselt 3,2 korda.Kirjutage ülevaade artiklist "Duclos-Traube'i reegel"
Märkmed
K:Wikipedia:Isoleeritud artiklid (tüüp: täpsustamata)Duclos-Traube'i reeglit iseloomustav väljavõte
Ja voodi juurde minnes võttis ta puhaste patjade alt rahakoti välja ja käskis veini tuua."Jah, ja anna teile raha ja kiri," lisas ta.
Rostov võttis kirja ja viskas raha diivanile, toetas mõlema käega lauale ja hakkas lugema. Ta luges paar rida ja vaatas vihaselt Bergile otsa. Olles kohanud tema pilku, kattis Rostov oma näo kirjaga.
"Kuid nad saatsid teile korraliku summa," ütles Berg diivanile surutud rasket rahakotti vaadates. "Nii saame oma palgaga hakkama, krahv." Ma räägin teile endast...
"See on kõik, mu kallis Berg," ütles Rostov, "kui saate kodust kirja ja kohtute oma mehega, kellelt soovite kõike küsida, ja ma olen siin, siis ma lahkun nüüd, et teid mitte häirida. .” Kuule, palun mine kuhugi, kuhugi... kuradile! - karjus ta ja kohe, haarates tal õlast ja vaadates hellalt näkku, püüdes ilmselt oma sõnade ebaviisakust pehmendada, lisas ta: - tead, ära ole vihane; mu kallis, mu kallis, ma ütlen seda südamest, nagu oleks see meie vana sõber.
"Oh, halastuse pärast, krahv, ma saan väga hästi aru," ütles Berg püsti tõustes ja räigel häälel endamisi rääkides.
"Te lähete omanike juurde: nad helistasid teile," lisas Boris.
Berg pani selga puhta, ilma pleki ja täpita jope, ajas peegli ees oma oimukohad, nagu Aleksander Pavlovitš kandis, ja olles Rostovi pilgust veendunud, et tema jope on märgatud, lahkus toast mõnusa näoga. naerata.
- Oi, kui jõhker ma olen! - ütles Rostov kirja lugedes.
- Ja mida?
- Oi, mis siga ma siiski olen, et ma neid kunagi nii palju ei kirjutanud ja hirmutanud. "Oh, mis siga ma olen," kordas ta äkitselt punastades. - Noh, lähme toome Gavrilole veini! Olgu, piisab! - ta ütles…
Sugulaste kirjades oli ka soovituskiri vürst Bagrationile, mille vana krahvinna Anna Mihhailovna nõuandel oma sõprade kaudu hankis ja oma pojale saatis, paludes tal võtta see ettenähtud otstarbeks ja kasutamiseks. seda.
- See on jama! "Mul on seda väga vaja," ütles Rostov ja viskas kirja laua alla.
- Miks sa selle maha jätsid? küsis Boriss.
- Mingi soovituskiri, mis kuradit seal kirjas on!
- Mis kurat selles kirjas on? – ütles Boris, võttes sildi kätte ja lugedes. – See kiri on teile väga vajalik.
"Ma ei vaja midagi ja ma ei lähe kellegi juurde adjutandiks."
- Millest? küsis Boriss.
- Laki positsioon!
FÜÜSIKALINE JA KOLLOIDNE KEEMIA
Loengukonspekt Lõuna-Föderaalülikooli (RSU) bioloogiateaduskonna üliõpilastele
4.1 PINNÄHTED JA ADSORPTSIOON
4.1.2 Adsorptsioon lahuse-auru liidesel
Vedelates lahustes on pindpinevus σ funktsioon lahustunud aine kontsentratsioonist. Joonisel fig. Joonisel 4.1 on toodud kolm võimalikku pindpinevuse sõltuvust lahuse kontsentratsioonist (nn pindpinevusisotermid). Nimetatakse aineid, mille lisamine lahustile vähendab pindpinevust pindaktiivset ainet(pindaktiivsed ained), ained, mille lisamine suurendab või ei muuda pindpinevust – pinna-inaktiivne(PIAV).
Riis. 4.1 Pinna isotermid Riis. 4.2 Adsorptsiooni isoterm
PIAV-i (1, 2) ja pindaktiivse aine lahuste pinge lahuse-auru liidesel
Pindaktiivne aine (3)
Pindpinevus ja seega ka pinnaenergia väheneb pindaktiivsete ainete adsorptsiooni tulemusena vedeliku-auru piirpinnal, s.o. asjaolu, et pindaktiivse aine kontsentratsioon lahuse pinnakihis on suurem kui lahuse sügavuses.
Adsorptsiooni kvantitatiivne mõõt lahuse-auru liidesel on pinna ülejääk G (gamma), võrdne pinnakihis lahustunud aine moolide arvuga. Kvantitatiivne seos lahustunud aine adsorptsiooni (pinna liia) ja lahuse pindpinevuse muutumise vahel lahuse kontsentratsiooni suurenemisega määrab Gibbsi adsorptsiooni isoterm:
Pindaktiivse aine adsorptsiooni isotermi graafik on näidatud joonisel fig. 4.2. Võrrandist (IV.5) järeldub, et protsessi suund – aine kontsentratsioon pinnakihis või, vastupidi, selle esinemine vedelfaasis – määratakse tuletise märgiga d σ / dС . Selle tuletise negatiivne väärtus vastab aine akumuleerumisele pinnakihti (G > 0), positiivne väärtus vastab aine madalamale kontsentratsioonile pinnakihis võrreldes selle kontsentratsiooniga lahuse põhimassis.
Väärtust g = –d σ /dС nimetatakse ka lahustunud aine pinnaaktiivsuseks. Pindaktiivse aine pindaktiivsus teatud kontsentratsioonil C1 määratakse graafiliselt, tõmmates pindpinevusisotermi puutuja punktis C = C1; sel juhul on pindaktiivsus arvuliselt võrdne kontsentratsioonitelje puutuja kaldenurga puutujaga:
On lihtne märgata, et kontsentratsiooni suurenedes pindaktiivse aine pindaktiivsus väheneb. Seetõttu määratakse aine pindaktiivsus tavaliselt lõpmatult väikese lahuse kontsentratsiooni juures; sel juhul sõltub selle väärtus, mida tähistatakse g o-ga, ainult pindaktiivse aine ja lahusti olemusest. Orgaaniliste ainete vesilahuste pindpinevusi uurides kehtestasid Traube ja Duclos pindaktiivsete ainete homoloogsete seeriate jaoks järgmise empiirilise reegli:
Mis tahes homoloogses seerias madalatel kontsentratsioonidel suurendab süsinikuahela pikendamine ühe CH2 rühma võrra pinnaaktiivsust 3–3,5 korda.
Rasvhapete vesilahuste puhul kirjeldatakse pindpinevuse sõltuvust kontsentratsioonist empiiriliselt Šiškovski võrrand :
(IV.6a)
Siin on b ja K empiirilised konstandid ning b väärtus on kogu homoloogse jada jaoks sama ning K väärtus suureneb rea iga järgmise liikme puhul 3–3,5 korda.
Riis. 4.3 Pindaktiivse aine molekulide orientatsiooni piiramine pinnakihis
Enamiku pindaktiivsete ainete molekulid on difiilse struktuuriga, s.t. sisaldavad nii polaarset rühma kui ka mittepolaarset süsivesinikradikaali. Selliste molekulide paigutus pinnakihis on energeetiliselt kõige soodsam tingimusel, et molekulide polaarne rühm on orienteeritud polaarsele faasile (polaarne vedelik) ja mittepolaarne rühm on orienteeritud mittepolaarsele faasile (gaas- või mittepolaarsele faasile). polaarne vedelik). Lahuse madala kontsentratsiooni korral rikub termiline liikumine pindaktiivse aine molekulide orientatsiooni; kontsentratsiooni kasvades adsorptsioonikiht küllastub ja piirpinnale moodustub "vertikaalselt" orienteeritud pindaktiivsete ainete molekulide kiht (joonis 4.3). Sellise monomolekulaarse kihi moodustumine vastab pindaktiivse aine lahuse minimaalsele pindpinevusele ja maksimaalsele adsorptsiooni väärtusele G (joon. 4.1-4.2); pindaktiivse aine kontsentratsiooni edasisel suurenemisel lahuses pindpinevus ja adsorptsioon ei muutu.
Autoriõigus © S. I. Levchenkov, 1996-2005.
Keemiku käsiraamat 21
Keemia ja keemiatehnoloogia
Duclos Traube, reegel
Sõnastage Duclos-Traube'i reegel ja selgitage selle füüsilist tähendust. Millise pinnakile struktuuri puhul seda reeglit järgitakse?Milline on selle reegli pöörduvus?
Duclose füüsiline tähendus – Traube reegel
Kolloidsetel pindaktiivsetel ainetel on kõrge pindaktiivsus, mis sõltub peamiselt süsivesinikradikaali pikkusest. Radikaali pikkuse suurendamine ühe rühma võrra. -CH2- põhjustab pinnaaktiivsuse suurenemist ligikaudu 3,2 korda (Duclos-Traube'i reegel). Seda reeglit järgitakse peamiselt tõeliselt lahustuvate pindaktiivsete ainete puhul. Kuna pinnaaktiivsuse määrab süsteemi lõpmatu lahjendus, on selle sõltuvust süsivesinikradikaali pikkusest lihtne selgitada. Mida pikem on radikaal, seda tugevamalt surutakse pindaktiivse aine molekul vesilahusest välja (lahus väheneb
Saadud suhte r(n-N)/G(u) avaldis peegeldab Duclos-Traube'i reeglit.
See reegel kehtib ainult pindaktiivsete ainete vesilahuste kohta. Pindaktiivsete ainete lahuste puhul mittepolaarsetes lahustites väheneb pindaktiivsus süsivesinikradikaali pikkuse suurenedes (Duclos-Traube'i reegli ümberpööramine).
Pindpinevuste kontsentratsiooni sõltuvuste kogu mitmekesisust saab esitada kolme tüüpi kõveratega (joonis 43). Pindaktiivseid aineid iseloomustavad 1. tüüpi kõverad. Pindaktiivsed ained on lahustiga võrreldes vähem polaarsed ja madalama pindpinevusega kui lahustil. Lahusti molekulide ja pindaktiivsete ainete molekulide interaktsiooni intensiivsus on väiksem kui lahusti molekulide vahel. Seoses veega, polaarse lahustiga, on pindaktiivsed ained orgaanilised ühendid, mis koosnevad süsivesinikradikaalist (hüdrofoobne või oleofiilne osa) ja polaarsest rühmast (hüdrofiilne osa) karboksüülhapetest, nende sooladest, alkoholidest, amiinidest. Selline molekuli difiilne struktuur on pindaktiivsete ainete iseloomulik tunnus. Süsivesinike ahelad, millel puudub püsiv dipoolmoment, on hüdrofoobsed, interakteeruvad veemolekulidega vähem tugevalt kui üksteisega ja surutakse pinnale. Seetõttu on orgaanilised ained, millel pole polaarset rühma (näiteks parafiinid, nafteenid), vees praktiliselt lahustumatud. Polaarsed rühmad nagu -OH, -COOH, -NH jne omavad suurt afiinsust vee suhtes, on hästi hüdreeritud ja sellise rühma olemasolu molekulis määrab pindaktiivse aine lahustuvuse. Seega sõltub pindaktiivse aine lahustuvus vees süsivesinikradikaali pikkusest (homoloogilises reas lahustuvus väheneb koos pikkuse suurenemisega). Näiteks karboksüülhapped i - C4 lahustuvad vees lõpmatult, C5 - C12 hapete lahustuvus väheneb märgatavalt C-aatomite arvu suurenemisel ja kui süsivesinike ahela pikkus on üle i2, on need praktiliselt lahustumatu. Pindaktiivse aine molekuli süsivesiniku radikaali pikkuse suurenemine ühe CHa rühma võrra toob kaasa pinnaaktiivsuse suurenemise 3,2–3,5 korda (seda reeglit nimetatakse Duclos-Traube reegliks).
Langmuiri ideed adsorptsiooni kohta võimaldavad selgitada ka tuntud Duclos-Traube reeglit (1878), mis sarnaselt Šiškovski võrrandiga loodi eksperimentaalselt madalamate rasvhapete lahuste jaoks. Selle reegli kohaselt on kahe naaberhomoloogi, mis vastavad samale A-le, kontsentratsioonide suhe konstantne ja ligikaudu 3,2. Sama järelduseni võib jõuda Šiškovski võrrandi põhjal. Meil on n-nda ja (n + 1)-nda homoloogi jaoks (4.42).
Võrrand (39) määrab kindlaks pinna-Boy aktiivsuse sõltuvuse otsese küllastunud süsivesinikradikaali pikkusest ja sisaldab sisuliselt mustrit, mida tuntakse Duclos-Traube reeglina. Tõepoolest, seeria (n+1) liikme jaoks võime kirjutada
Vastavalt võrrandile (42) sõltub Duclose-Trauberi reegli p koefitsiendi väärtus LS-i juurdekasvu väärtusest. Selle väärtuse vähenemine viib homoloogide pinnaaktiivsuse erinevuse vähenemiseni ja vastupidi.
Duclos-Traube reeglit saab Langmuiri sõnul põhjendada järgmiselt. Oletame, et pinnakihi paksus on O. Siis on keskmine kontsentratsioon selles kihis Г/0. Termodünaamikast on teada, et maksimaalset tööd A, mis on vajalik gaasi kokkusurumiseks ruumalast Fi mahuni Vit, saab esitada kui
Seos (VI. 37) peegeldab Duclos-Traube reeglit. See on konstantne väärtus ja vesilahuste puhul temperatuuril 20 °C on see 3,2. Muul temperatuuril kui 20 °C on konstandil erinevad väärtused. Pinna aktiivsus on võrdeline ka Langmuiri võrrandis (või Shishkovsky võrrandis) sisalduva konstandiga, kuna Kg = KAoo (III. 17) ja monokihi Loo-mahtuvus on antud homoloogse jada puhul konstantne. Orgaanilise keskkonna puhul kehtib Duclos-Traube'i reegel: pinnaaktiivsus väheneb pindaktiivse aine süsivesinikradikaali pikkuse suurenedes.
On lihtne näha, et võrrandid (76) ja (77) on sarnased võrrandiga (39), väljendades Duclos-Traube reeglit. See näitab seost pindaktiivsete ainete lahuste mahu- ja pinnaomaduste vahel ning rõhutab adsorptsiooni ja mitsellistumise nähtuste ühisust. Tõepoolest, pindaktiivsete ainete homoloogsetes seeriates varieerub CMC väärtus ligikaudu pöördvõrdeliselt pinnaaktiivsusega, nii et naaberhomoloogide CMC suhe vastab Duclos-Traube'i reegli koefitsiendile.
Sellest võrrandist on selge, et adsorptsiooni töö peaks suurenema konstantse koguse võrra, kui süsivesinike ahel pikeneb CH2 rühma võrra. See tähendab, et madalatel kontsentratsioonidel, mille puhul järgitakse ainult Duclos-Traube'i reeglit, on kõik CHa rühmad ahelas pinna suhtes samas asendis, mis on võimalik ainult siis, kui ahelad paiknevad pinnaga paralleelselt, st. nad lamavad selle peal. Pinnakihis pindaktiivsete ainete molekulide orientatsiooni küsimuse juurde tuleme tagasi selles jaotises hiljem.
See tähendab, et G on pöördvõrdeline. Nüüd kirjutatakse Duclos-Traube'i reegel järgmiselt
Eespool sõnastatud Duclos-Traube'i reegel on täidetud toatemperatuurile lähedasel temperatuuril. Kõrgematel temperatuuridel suhe 3,2 väheneb, kaldudes ühtsusele, kuna temperatuuri tõustes molekulide desorptsiooni tulemusena pinnaaktiivsus väheneb ja homoloogide pinnaaktiivsuse erinevus silub.
See seletus on aga vastuolus tõsiasjaga, et samadel objektidel mõõdetud Goo väärtused vastavad molekulide seisvale, mitte lamamisasendile, mille tõttu on nad peaaegu sõltumatud n-st. Selle vastuolu kõrvaldamiseks eeldatakse, et tehtud, et kui kiht on täidetud väikese kogusega, kui Duclos-Traube'i reegel kehtib, asetsevad adsorbeerunud molekulid pinnal ja nende tiheduse kasvades tõusevad nad järk-järgult. Kuid on ilmne, et selline tõlgendus ei sobi kokku Langmuiri isotermi range rakendamisega, milles Goo peetakse konstantseks väärtuseks, mis ei sõltu adsorptsioonikihi täiteastmest.
Seda, mil määral järgitakse Duclos-Traube'i reeglit rasvhapete homoloogsete seeriate puhul, on näha tabelis olevatest andmetest. V, 4. Duclos-Traube'i reeglit ei järgita mitte ainult rasvhapete, vaid ka teiste homoloogsete seeriate puhul - alkoholid, amiinid jne.
Duclos-Traube'i reegli teine sõnastus on see, et kui rasvhappeahela pikkus aritmeetilises progressioonis suureneb, suureneb pinnaaktiivsus geomeetrilises progressioonis. Sarnast suhet tuleks jälgida ka siis, kui molekul on piklik ja jA väärtuse puhul, kuna ainete pindaktiivsus piisavalt madalatel kontsentratsioonidel on võrdeline kapillaaride spetsiifilise konstandiga.
Samuti tuleb märkida, et Duclos-Traube reeglit järgitakse ainult pindaktiivsete ainete vesilahuste puhul. Samade ainete lahuste puhul mittepolaarsetes lahustites kehtib Duclos-Traube'i reegel, kuna suurenedes
Esimese lähendusena võime ka eeldada, et mida paremini keskkond adsorbenti lahustab, seda halvem on adsorptsioon selles keskkonnas. Selline olukord on üks põhjusi, miks Duclos-Traube'i reeglist loobuti. Seega, kui rasvhappe adsorptsioon toimub hüdrofiilsel adsorbendil (näiteks silikageelil) süsivesinikkeskkonnast (näiteks benseenist), siis adsorptsioon ei suurene happe molekulmassi suurenemisega, nagu tuleneb Duclos-Traube valitseb, kuid väheneb, kuna kõrgemad rasvhapped lahustuvad paremini mittepolaarses keskkonnas.
On selge, et siledate pindadega mittepoorsete adsorbentide puhul ei saa Duclos-Traube'i reegli ümberpööramist täheldada.
Duclos-Traube reegel
Lahustuvate pindaktiivsete ainete Duclos-Traube'i reegel on täidetud laias kontsentratsioonivahemikus, alates lahjendatud lahustest kuni pinnakihtide maksimaalse küllastumiseni. Sel juhul saab Traube'i koefitsienti väljendada pinnakihi küllastumisele vastavate kontsentratsioonide suhtena
Duclos-Traube reeglil on oluline teoreetiline ja praktiline tähendus. See näitab väga aktiivsete pikaahelaliste pindaktiivsete ainete sünteesi õiget suunda.
Kuidas formuleeritakse Duclos-Traube'i reegel Kuidas seda saab kirjutada Kuidas näevad välja kahe naaberhomoloogi pindpinevusisotermid süsinikuaatomite arvuga n ja n-
Seose Shishkovsky võrrandis sisalduvate konstantide ja pindaktiivsete ainete molekulide struktuuri vahel saab tuvastada Duclose ja Traube'i loodud mustrile viidates. Duclos avastas, et pindaktiivsete ainete võime vähendada vee pindpinevust homoloogses seerias suureneb süsinikuaatomite arvu suurenemisega. Traube täiendas Duclose tähelepanekuid. Nende teadlaste leitud pinnaaktiivsuse ja süsinikuaatomite arvu vahelist seost nimetati Duclos-Traube reegliks: süsinikuaatomite arvu suurenemisega homoloogses jadas aritmeetilises progressioonis suureneb pinnaaktiivsus geomeetriliselt ja molekuli süsivesinike osa ühe CH3 rühma võrra vastab pinnaaktiivsuse suurenemisele ligikaudu 3-3,5 korda (keskmiselt 3,2 korda).
Duclos-Traube'i reegel kehtib kõige täpsemalt madalate lahustunud aine kontsentratsioonide korral. Sellepärast
Duclos-Traube reeglist tuleneb oluline järeldus: pindala molekuli kohta adsorptsioonikihi maksimaalse küllastumise korral jääb ühe homoloogse seeria piires konstantseks.
Alifaatsed pöörduvad konkureerivad inhibiitorid. Nagu näha jooniselt fig. 37, ei ole aktiivse tsentri afiinsuskoht inhibiitormolekulis (alkanoolid) alifaatse ahela struktuuri suhtes väga spetsiifiline. Olenemata sellest, kas alifaatne ahel on normaalne või hargnenud, määrab KOH alkanooli pöörduva seondumise efektiivsuse aktiivse saidiga K-rühma hüdrofoobsus, nimelt log i väärtus, mis iseloomustab ahela tugevust. kompleksne, suureneb lineaarselt (ühtsuselähedase kaldega) nende ühendite jaotusastmega 1 P vee ja standardse orgaanilise faasi (n-oktanool) vahel. Täheldatud vaba energia juurdekasv CHa-rühma veest aktiivsesse keskkeskkonda ülekandmisel on ligikaudu -700 cal/mol (2,9 kJ/mol) (homoloogilise seeria alumiste liikmete puhul). See väärtus on lähedane vaba energia juurdekasvu väärtusele, mis tuleneb kolloidkeemias tuntud Duclos-Traube reeglist ja on iseloomulik vedela CH-rühma veest mittevesilikuks (hüdrofoobseks) üleminekul. ) keskmine. Kõik see võimaldab käsitleda kümotrüpsiini aktiivse tsentri hüdrofoobset piirkonda valgugloobuli pinnakihis paikneva orgaanilise lahusti tilgana. See tilk kas adsorbeerib hüdrofoobse inhibiitori veest faasiliidesele või ekstraheerib selle mõnevõrra süvendatuna täielikult. Hüdrofoobse piirkonna mikroskoopilise struktuuri seisukohalt oleks õigem käsitleda seda mitselli fragmendina, kuid selline detailimine tundub ebavajalik, kuna on teada, et n- ülemineku vaba energia. alkaanid veest dodetsüülsulfaatmitselli mikroskoopilisse keskkonda erineb vähe vabast energiast, mis tekib samade ühendite vabanemisel veest makroskoopilisse vedelasse mittepolaarsesse faasi.
Adsorptsioon orgaanilisest faasist. Sel juhul läheb naaber (vesi)faasi ainult polaarne rühm. Järelikult määrab adsorptsiooni töö ainult orgaanilises faasis ja vees olevate polaarsete rühmade molekulidevahelise interaktsiooni energia erinevus, st nende energiaoleku muutus üleminekul orgaanilisest vedelikust vette. Kuna süsivesinikradikaalid jäävad orgaanilisse faasi, siis pAAUdaO ja orgaanilisest faasist adsorptsiooni töö on võrdne Uo-ga. Sellisel juhul ei tohiks adsorptsiooni töö sõltuda süsivesinikradikaali pikkusest ja Duclos-Traube reeglit ei tohiks järgida. Tõepoolest, nagu näitavad eksperimentaalsed andmed, adsorbeeritakse kõik tavalised alkoholid ja happed parafiinsüsivesinikest veega kokkupuutepinnal ligikaudu võrdselt. Seda illustreerib hästi joonis fig. 4 . Suurepärasus
Järelikult, mida tugevam on molekuli polaarne asümmeetria, seda suurem on ühendi pinnaaktiivsus. Pindaktiivse aine molekuli mittepolaarse osa mõju pinnaaktiivsusele avaldub kõige enam homoloogsetes seeriates (joonis 20.1). G. Duclos avastas selle mustri, mille siis täpsemalt sõnastas P. Traube reeglina, mida nimetatakse Duclos-Traube reegliks
Väärtust p nimetatakse Traube'i koefitsiendiks. Duclos-Traube reegli teoreetilise seletuse andis hiljem I. Langmuir. Ta arvutas kahe naaberhomoloogi energiakasvu nende süsivesinike ahelate üleminekul veest õhku ja leidis, et ühe CH3 rühma üleminekuenergiale vastav erinevus on homoloogses reas konstantne ja on lähedane 3 kJ/mol. Energia juurdekasv on tingitud asjaolust, et kui mittepolaarne ahel tõrjuda vesikeskkonnast õhku, ühenduvad veedipoolid ja süsteemi Gibbsi energia väheneb. Samal ajal väheneb pindaktiivse aine ahela Gibbsi energia, mis on läinud keskkonda, mille suhtes tal on kõrge polaarsusafiinsus.
Pindaktiivse aine ahela pikkuse mõju. Homoloogilistes seeriates väheneb pindaktiivse aine molekulmassi suurenemisega CMC väärtus ligikaudu pöördvõrdeliselt pinnaaktiivsusega (CCMl 1/0m). Naaberhomoloogide puhul on KKM-i suhtarvuks Duclos-Traube'i reegli koefitsient (DKM) / (KKM) +1 P = 3,2.
Langmuir näitas, et Duclos-Traube mohketi reegli abil saab arvutada rühma - Hj- hulgilahusest gaasifaasi ülekandeenergia. Tõepoolest, kui pidada b adsorptsiooni tasakaalukonstandiks [lk. 61 leiti, et K ekvivalentväärtuse korral on K=kJ tõene, vastavalt standardse reaktsiooniisotermi võrrandile on meil
Vaadake lehti, kus seda terminit mainitakse Duclos Traube, reegel: Colloidal Chemistry 1982 (1982) – [ lk 54 ]
Pinna aktiivsus. Pindaktiivsed ja mittepindaktiivsed ained. Duclos-Traube reegel.
Pinna aktiivsus, aine võime liidesel adsorptsiooni ajal alandada pindpinevust (liidespinevus). Adsorptsioon G in-va ja sellest põhjustatud pindpinevuste s vähenemine on seotud kontsentratsiooniga Koos in-va faasis, millest aine adsorbeerub liidese pinnale, Gibbsi võrrand (1876): 
Kus R- gaasi konstant, T-abs. temperatuur (vt Adsorptsioon). Tuletis
mõõdab aine võimet alandada pindpinevust antud liidese piiril ja seda nimetatakse ka. pinna aktiivsus. Tähistatud G (J. Gibbsi auks), mõõdetuna J m/mol (Gibbs).
Pindaktiivsed ained (pindaktiivsed ained), ained, mille adsorptsioon vedelikust teise faasiga (vedel, tahke või gaasiline) piirpinnal viib keskmise. pindpinevuse alandamine (vt Pinnaaktiivsus). Kõige üldisemal ja praktilisest seisukohast olulisemal juhul on pindaktiivsete ainete adsorbeerivad molekulid (ioonid) difiilse struktuuriga, st koosnevad polaarsest rühmast ja mittepolaarsest süsivesinikradikaalist (dofiilsed molekulid). Polaarsest keskkonnast väljutatav süsivesinikradikaal omab pinnaaktiivsust mittepolaarse faasi (gaas, vedelik, tahke aine mittepolaarne pind) suunas. Pindaktiivse aine vesilahuses moodustub õhuga kokkupuutekohas adsorptsiooniline monomolekulaarne kiht süsivesinikradikaalidega, mis on orienteeritud õhu poole. Kui see küllastub, paiknevad pinnakihis tihenevad pindaktiivsete ainete molekulid (ioonid) pinnaga risti (normaalne orientatsioon).
Pindaktiivsete ainete kontsentratsioon adsorptsioonikihis on mitu suurusjärku kõrgem kui vedeliku mahus, seetõttu võivad pindaktiivsed ained isegi tühise veesisalduse korral (0,01–0,1 massiprotsenti) vähendada vee pindpinevust piirpinnal. õhuga 72,8 10 -3 kuni 25 10 -3 J/m 2, s.o. peaaegu süsivesinikvedelike pindpinevusele. Sarnane nähtus ilmneb pindaktiivse aine vesilahuse ja vedeliku süsivesinike vahelisel piiril, mis loob eeldused emulsioonide tekkeks.
Sõltuvalt pindaktiivse aine olekust lahuses eristatakse tõeliselt lahustuvaid (molekulaarselt dispergeeritud) ja kolloidseid pindaktiivseid aineid. Selle jaotuse tingimus on, et sama pindaktiivne aine võib sõltuvalt tingimustest ja keemiast kuuluda mõlemasse rühma. lahusti olemus (polaarsus). Mõlemad pindaktiivsete ainete rühmad adsorbeeritakse faasipiiridel, st neil on lahustes pinnaaktiivsus, samas kui ainult kolloidsetel pindaktiivsetel ainetel on kolloidse (mitsellaarse) faasi ilmnemisega seotud omadused. Need pindaktiivsete ainete rühmad erinevad mõõtmeteta suuruse väärtuse poolest, mida nimetatakse. hüdrofiilne-lipofiilne tasakaal (HLB) ja määratakse suhtega:
Duclos-Traube reegel- seos, mis ühendab orgaanilise aine vesilahuse pinnaaktiivsust selle molekulis oleva süsivesinikradikaali pikkusega. Selle reegli kohaselt suureneb süsivesinikradikaali pikkuse suurenemisel ühe CH 2 rühma võrra aine pindaktiivsus keskmiselt 3,2 korda Pinnaaktiivsus sõltub pindaktiivse aine molekulide struktuurist; viimased koosnevad tavaliselt polaarsest osast (suure dipoolmomendiga rühmad) ja mittepolaarsest osast (alifaatsed või aromaatsed radikaalid). Orgaaniliste ainete homoloogsete ainete seerias väheneb kontsentratsioon, mis on vajalik vesilahuse pindpinevuse alandamiseks teatud tasemeni, 3-3,5 korda süsinikuradikaali suurenemisega ühe -CH2 rühma võrra.
Reegli sõnastas I. Traube (saksa) venelane. 1891. aastal paljude ainete (karboksüülhapete, eetrite, alkoholide, ketoonide) veelahuste kohta tehtud katsete tulemusena. Varasemad E. Duclose uurimused, kuigi hingelt Traube loomingule lähedased, ei pakkunud selget keskendumissõltuvust, seetõttu kannab väliskirjanduses reegel vaid Traube nime. . Traube reegli termodünaamilise tõlgenduse andis 1917. aastal I. Langmuir.
Duclos-Traube reegel
Suur inglise-vene ja vene-inglise sõnaraamat. 2001.
Duclos-Traube reegel- Duclos Traube'i reegel: sama homoloogse seeria ainete süsinikuahela pikkuse suurenemisega suureneb mittepolaarse adsorbendi adsorptsioon polaarsest lahustist ligikaudu 3 korda süsivesinike ahela suurenemisega ühe metüleenrühma CH2 võrra... ... Keemilised terminid
Duclose reegel- Traube-sõltuvus, mis ühendab orgaanilise aine vesilahuse pinnaaktiivsuse selle molekulis oleva süsivesinikradikaali pikkusega. Selle reegli järgi, kui süsivesinikradikaali pikkus suureneb ühe rühma võrra... ... Wikipedia
Üldine keemia: õpik. A. V. Žolnin; toimetanud V. A. Popkova, A. V. Žolnina. . 2012. aasta.
Vaadake, mis on "Duclos-Traube'i reegel" teistes sõnaraamatutes:
PINNASURVE- (tasapinnaline rõhk, kahemõõtmeline rõhk), puhta vedeliku pinna ja sama vedeliku pinna, mis on kaetud adsorbendiga, liidese (barjääri) pikkuse ühiku kohta mõjuv jõud. pindaktiivse aine kiht. P. d. on suunatud ... ... Füüsilisele entsüklopeediale
Ravim- I Meditsiin Meditsiin on teaduslike teadmiste ja praktilise tegevuse süsteem, mille eesmärkideks on tervise tugevdamine ja säilitamine, inimeste eluea pikendamine, inimeste haiguste ennetamine ja ravi. Nende ülesannete täitmiseks uurib M. struktuuri ja... ... Medical Encyclopedia
IMmuunsus- IMmuunsus. Sisu: Ajalugu ja uusaeg. I. õpetuse seis. 267 I. kui kohanemisnähtust. 283 I. kohalik. 285 I. loomamürkidele. 289 I. algloomadega. ja spiroheetinfektsioonid. 291 I. kuni... ...Suur meditsiinientsüklopeedia
Traube-Duclos reegel;
Nagu juba märgitud, peavad lahuse-gaasi liidesel adsorbeeruvad pindaktiivsed molekulid olema amfifiilsed, st. millel on polaarsed ja mittepolaarsed osad.
Duclos ja seejärel Traube, uurides homoloogsete küllastunud rasvhapete seeria vesilahuste pindpinevusi, tegid kindlaks, et nende ainete pindaktiivsus (-) lahuse ja õhu piirpinnal on seda suurem, mida suurem on süsivesinikradikaali pikkus, ja keskmiselt suureneb see iga rühma –CH 2 – puhul 3–3,5 korda. Seda olulist mustrit nimetatakse Traube-Duclos reeglid.
Traube reegel — Duclos ütleb:
normaalsete rasvhapete homoloogses reas suureneb nende pindaktiivsus (-) vee suhtes järsult 3–3,5 korda iga rühma –CH 2 – puhul võrdse molaarkontsentratsiooni juures.
Teine Traube reegli sõnastus — Duclos: "Kui rasvhappeahela pikkus aritmeetilises progressioonis suureneb, suureneb pinnaaktiivsus geomeetrilises progressioonis." Traube reegel — Duclos on hästi illustreeritud joonisel 18.1.
Nagu jooniselt näha, mida kõrgemal on aine homoloogses reas, seda rohkem vähendab see antud kontsentratsiooni juures vee pindpinevust.
Traube reegliga kehtestatud sõltuvuse põhjus — Duclos seisneb selles, et radikaali pikkuse suurenedes rasvhappe lahustuvus väheneb ja selle molekulide kalduvus liikuda põhimassist pinnakihile suureneb. On kindlaks tehtud, et Traube valitseb — Duclost ei täheldata mitte ainult rasvhapete, vaid ka teiste homoloogsete seeriate puhul - alkoholid, amiinid jne.
Riis. 18.1 Traube reegel — Duclos:
1− äädikhape, 2− propioonhape, 3− võihape, 4− palderjanhape.
1) ainult madalatel kontsentratsioonidel, kui väärtus – – on maksimaalne;
2) toatemperatuurile lähedase temperatuuri jaoks. Kõrgematel temperatuuridel koefitsient 3–3,5 väheneb ja kipub ühtlustuma. Temperatuuri tõus soodustab molekulide desorptsiooni ja seetõttu väheneb nende pindaktiivsus (homoloogide pinnaaktiivsuse erinevus silub);
3) ainult vesilahuste puhul. Pindaktiivne aine
Ameerika füüsikakeemik Langmuir leidis, et Traube reegel kehtib ainult pindaktiivsete ainete madalate kontsentratsioonide puhul lahuses adsorbeerunud molekulide vaba paigutusega pinnal (joon. 18.6).
Riis. 18.6 Adsorbeeritud molekulide asukoht liideses:
a – madalatel kontsentratsioonidel; b – keskmiste kontsentratsioonide korral;
c – maksimaalse võimaliku adsorptsiooniga küllastunud kihis
DUCLOS-TRAUBE REEGEL
Gibbsi võrrandist järeldub, et aine käitumise tunnuseks adsorptsioonil on tuletise väärtus, kuid selle väärtus muutub kontsentratsiooni muutumisel (vt joonis 3.2). Selle väärtuse andmiseks iseloomuliku konstandi kujul võtke selle piirväärtus (c 0 juures). P. A. Rebinder (1924) nimetas seda suurust pinnaaktiivsuseks g:
[g] = J – m3/m2-mol = J – m/mol või Nm2/mol.
Mida rohkem pindpinevus väheneb adsorbeeritud aine kontsentratsiooni suurenedes, seda suurem on selle aine pindaktiivsus ja seda suurem on selle Gibbsi adsorptsioon.
Pinnaaktiivsust saab graafiliselt defineerida kui kõvera =f(c) joonele tõmmatud puutuja nurga puutuja negatiivset väärtust selle ordinaatteljega ristumispunktis.
Seega pindaktiivsete ainete puhul: g > 0; 0. PIV jaoks: g 0, Г i
See seletab ka sahharoosi passiivsust, mille molekulis on koos mittepolaarse süsivesinikraamiga palju polaarseid rühmi, mistõttu on molekulis polaarsete ja mittepolaarsete osade tasakaal.
2. Homoloogilises seerias on pinnaaktiivsuse (g) muutuses selged mustrid: see suureneb süsivesinikradikaali pikkuse kasvades.
