Yüzey aktif maddelerin sınıflandırılması ve genel özellikleri. Duclos – Traube kuralı

1. Üç alkolün (veya organik asitlerin) 0,2, 0,1, 0,05, 0,025 ve 0,0125 M çözeltilerini hazırlayın. bir homolog seri.

2. Cihaz ve Rebinder yöntemini kullanarak yüzey gerilimlerinin değerlerini belirleyin, sonuçları ve hesaplamaları Tablo 3.6'ya yazın.

3. Kullandığınız aynı homolog serideki tüm yüzey aktif madde çözeltilerinin yüzey gerilimi izotermlerini tek bir grafik üzerinde çizin.

4. Grafikten, başlangıç ​​doğrusal kesitlerinden tüm konsantrasyonlar için tüm çözeltilerin yüzey aktivitelerini Ds/DC hesaplayın.

5. Homolog serinin en yakın komşularının yüzey aktivitelerinin oranını hesaplayın.

6. Duclos-Traube kuralının uygulanabilirliği hakkında bir sonuca varın.

Tablo 3.6.

Çözümler	İLE, mol/l	P = saat 2 - saat 1	sn, gün/cm	DS/DC
	0	Po =	yani =
	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

KONTROL SORULARI:

Çalışmayı gerçekleştirmeden önce:

1. İşin amacını formüle edin.

2. Rehbinder yöntemini kullanarak yüzey gerilimini belirlemek için ölçüm prosedürünü açıklayın.

3. Yüzey aktif madde çözeltilerinin yüzey aktivitesini belirleme ve Gibbs adsorpsiyonunu hesaplama yöntemini açıklayın.

4. Duclos-Traube kuralının uygulanabilirliğini kontrol etmek için çalışma prosedürünü ve hesaplamaları açıklayın.

Çalışmayı korumak için:

1. Yüzey gerilimi...

2. Sıvıların yüzey gerilimini etkileyen faktörleri belirtir.

3. Aynı sıcaklıktaki numuneler yumuşak ve sert suyun yüzey geriliminde farklılık var mıdır? Cevabınızın nedenlerini belirtin.

4. “Absorbsiyon” ve “adsorpsiyon” terimleri arasındaki farkı açıklayın. Adsorpsiyon ve absorpsiyona örnekler veriniz.

5. T 2'yi dikkate alarak, T 1 ve T 2 sıcaklıklarında yüzey aktif maddenin konsantrasyonuna adsorpsiyonun bağımlılığının grafiklerini çizin.< Т 1.

6. T 2 > T 1'i hesaba katarak, yüzey geriliminin T 1 ve T 2 sıcaklıklarında yüzey aktif madde konsantrasyonuna bağımlılığının grafiklerini çizin.

7. Anilinin maksimum adsorpsiyonu G ¥ = 6,0 · 10 –9 kmol/m2 ise, hava ile arayüzünde bir anilin C6H5NH2 molekülü başına alanı belirleyin.

8. Suyun yüzey geriliminin sıfır olduğu duruma bir örnek verin.

9. Aşağıda sunulan çeşitli bileşikler arasından suyun yüzey gerilimini artıranları seçin: NaOH, NH4OH, C6H5NH2, CH3 -CH2 -CH2 -CH2 -COOH, CH3 - CH 2 ONa, KCNS

10. Aynı konsantrasyondaki (düşük konsantrasyonlarda) etil (CH3-CH2OH) ve bütil (CH3-CH2-CH2-CH20H) alkollerin yüzey aktiviteleri ne kadar farklıdır.

11. Aşağıdaki bileşiklerden hangisi aynı konsantrasyonda en büyük adsorpsiyon değerine sahip olacaktır: HCOOH, CH3-COOH veya CH3-CH2-COOH? Cevabınızın nedenlerini belirtin.

GAZ KROMATOGRAFİSİ

Bir madde karışımını ayırmak için kromatografik yöntem, karışımı oluşturan maddelerin emici olmayan bir taşıyıcı gazla birlikte emicinin yüzeyi (sabit faz) boyunca hareket etmesi ve aynı zamanda emme ve desorpsiyon işlemlerinin yapılmasıdır. bu maddeler sürekli olarak meydana gelir. Sabit faz, gelen tüm maddelerin geçmesi gereken, kromatografik kolon adı verilen bir tüp içerisine paket şeklinde yerleştirilir ve ardından kolonun çıkışında bir kromatografik detektör tarafından tespit edilir. Maddelerin kolon boyunca hareketi yalnızca taşıyıcı gazın akışıyla birlikte gerçekleşir, emilmiş durumda ise yönsel olarak hareket etmezler. Bu nedenle, tek bir maddenin moleküllerinin emilmiş durumdaki ortalama "ömrü" ne kadar uzun olursa, sütun boyunca ortalama hareket hızları o kadar düşük olur. Şekil 3.1, dört maddenin bir karışımı için bir detektör tarafından kaydedilen bir kromatogramı göstermektedir.

Pirinç. 4.1 Dört maddeden oluşan bir karışımın tipik kromatogramı.

Şekil 4.1'deki ok, karışımın kolonun girişindeki taşıyıcı gaz akışına girdiği anı gösterir. Maddenin kolondan toplam geçiş süresi ( saklama süresi ) sen taşıyıcı gazla hareket süresinden oluşur t 0 ve emilmiş durumda harcanan toplam süre tR (düzeltilmiş tutma süresi):

t sen = to o + tR 4.1

t 0 tüm maddeler için aynıdır, çünkü taşıyıcı gazla birlikte sütun boyunca hareketinin doğrusal hızıyla hareket ederler u 0 . Maddelerin emilmiş halde tutulması, ayrılan maddelerin moleküllerinin sıvı filmin molekülleri (bölme kromatografisi) veya katı fazın yüzeyi (adsorpsiyon kromatografisi) ile etkileşimi nedeniyle meydana geldiğinden, t R doğaya bağlıdır. sabit fazın. Karışımın belirli bir sabit fazla etkileşim enerjisinde farklılık gösteren bileşenleri farklı tR değerlerine sahip olacaktır. Örneğin, hidrokarbon türevleri için bu etkileşimlerin enerjisi, hidrokarbon zincirinin uzunluğu ve fonksiyonel grupların varlığı ile belirlenir; bu nedenle, düzeltilmiş alıkonma süresinin değeri tR, belirli bir maddenin sabit deney koşulları altında niteliksel bir özelliğidir. : sıcaklık ve taşıyıcı gaz hacimsel hızı (w ).

i'inci karışım bileşeninin sütun boyunca ortalama doğrusal hareket hızı sen ben = l/t sen , Nerede ben- temel denklemle tanımlanan sütun uzunluğu:

4.2

u 0 - taşıyıcı gaz hızı;

- Henry'nin katsayısı, yani i-inci maddenin sabit ve gaz fazlar arasındaki dağılım katsayısı;

Ca ve C sırasıyla bu fazlardaki maddenin dengedeki konsantrasyonlarıdır;

faz oranı olarak adlandırılır ve soğurmanın gerçekleştiği sabit fazın V a hacminin kolondaki hareketli (gaz) fazın hacmine oranına eşittir. V = ağırlık o., w – taşıyıcı gazın hacimsel hızı .

Karışımın farklı maddeleri için Гi'nin birbirinden farklı olması nedeniyle, kolon boyunca hareketleri farklı ortalama hızlarda meydana gelir ve bu da ayrılmalarına yol açar. Emilmeyen maddeler ve taşıyıcı gaz, kolonun tüm uzunluğu boyunca t 0 zamanında hareket eder. Böylece,

, 4.Z

onlar. , 4.4

Nerede

, 4.5

Sağ ve sol kenarların çarpılması w, alıyoruz

, 4.6

VR- düzeltilmiş tutma hacmi , yalnızca sütundaki sabit fazın hacmine ve Henry katsayısına bağlıdır. Eşit olan iki bileşen 1 ve 2'nin bağıl tutulan hacmi Va'ya bağlı değildir, yalnızca maddelerin doğasına ve sıcaklığa bağlıdır

, 4.7

Dolayısıyla bağıl alıkonma hacmi, tu, tR ve VR ile karşılaştırıldığında bir maddenin en çok tekrarlanabilir niteliksel özelliğidir.

Tipik bir L/O arayüzü, su (W) ve yağ (M) arasındaki sınırdır; yani birbirleri için afinitesi olmayan veya zayıf olan bileşenler. Bu sınır, L/G arayüzünde gözlemlendiği kadar keskin olmasa da oldukça açık bir şekilde ifade edilmiştir (Şekil 1). Bir fazın (küçük damlalar halinde) diğerine dağılmasıyla toplam temas yüzeyinin artması yavaş yavaş gerçekleşirken, başlangıç ​​fazlarına ters geçiş hızlı bir şekilde gerçekleşir ve ters sürecin itici gücü, yüzeyi küçültme eğilimidir. ve yüzey enerjisini azaltır. Sisteme eklenen difilik maddeler (örneğin yağ asitleri), L/L arayüzünde, molekülün farklı kısımlarının farklı fazlar için afinitesi, yüzey serbest enerjisinde bir azalmaya neden olacak ve arayüzü stabilize edecek şekilde dağıtılır. L/G ve L/L arayüzlerindeki moleküllerin dağılım tipleri arasındaki benzerlik Şekil 2'de görülebilir. 4,a,b; temel fark, yağ tabakasında yüzey aktif madde moleküllerinin varlığıdır. Şekil 2'de gösterilen yüzey aktif madde dağılımı. Şekil 4b, su içinde yağ (O/W) veya yağ içinde su (W/O) emülsiyonlarına eşit şekilde uygulanır, böylece her iki emülsiyon türü (veya dispersiyon) uygun uygun yüzey aktif maddelerle stabilize edilir.

50. Katıların yüzeyinde gazların adsorpsiyonu.

51. Çözeltilerden adsorpsiyon. İyon değişimi.

Bir çözeltiden çözünmüş maddelerin adsorpsiyon izotermleri görünüş olarak gazların adsorpsiyon izotermlerine benzer; seyreltik çözeltiler için, bu izotermler, eğer çözeltideki çözünen maddenin denge konsantrasyonunu bunların içine koyarsak, Freundlich veya Langmuir denklemleriyle iyi bir şekilde tanımlanır. Bununla birlikte, çözeltilerden adsorpsiyon, gaz adsorpsiyonuyla karşılaştırıldığında çok daha karmaşık bir olgudur, çünkü çözücünün adsorpsiyonu çoğu zaman çözünmüş maddenin adsorpsiyonu ile aynı anda meydana gelir.

Elektrolitlerin sulu çözeltilerinden adsorpsiyon, kural olarak, ağırlıklı olarak aynı türden iyonların katı adsorban üzerindeki çözeltiden adsorbe edileceği şekilde gerçekleşir. Bir anyon veya katyon çözeltisinden tercihli adsorpsiyon, adsorbanın ve iyonların doğasına göre belirlenir. İyonların elektrolit çözeltilerden adsorpsiyon mekanizması farklı olabilir; İyonların değişimini ve spesifik adsorpsiyonunu ayırt eder.

İyon değişimi, bir elektrolit çözeltisi ile bir katı (iyon değiştirici) arasında iyonların eşdeğer değişiminin tersine çevrilebilir bir işlemidir. İyon değiştiriciler (iyon değiştiriciler), elektrolit çözeltileri ile temas ettiğinde iyon değişimi yapabilen maddelerdir. Değiştirilen iyonların işaretine göre katyon değiştiriciler ve anyon değiştiriciler ayırt edilir. Katyon değiştirici, çevre ile değişim yapabilen sabit anyonik gruplara ve katyonlara sahiptir. İyon değişiminin adsorpsiyonla bazı benzerlikleri vardır - çözünmüş maddenin iyonlarının konsantrasyonu bir katının yüzeyinde meydana gelir.

52. Dağınık sistemleri elde etme ve saflaştırma yöntemleri.

Dağınık sistem, bir maddenin diğerinin ortamında dağıldığı ve parçacıklar ile dağılım ortamı arasında bir faz sınırının bulunduğu bir sistemdir. Dağınık sistemler, dağılmış bir faz ve bir dağılım ortamından oluşur.

Dağınık faz, ortamda dağılmış parçacıklardır. İşaretleri: dağılım ve aralıklılık.

Dispersiyon ortamı, dağılmış fazın bulunduğu maddi ortamdır. Onun işareti sürekliliktir.

Dispersiyon yöntemi. Katıların belirli bir dağılıma kadar mekanik olarak ezilmesinden oluşur; ultrasonik titreşimlerle dağılım; alternatif ve doğru akımın etkisi altında elektriksel dağılım. Dispersiyon yöntemiyle dağınık sistemler elde etmek için mekanik cihazlar yaygın olarak kullanılmaktadır: kırıcılar, değirmenler, harçlar, silindirler, boya öğütücüler, çalkalayıcılar. Sıvılar nozullar, öğütücüler, döner diskler ve santrifüjler kullanılarak atomize edilir ve püskürtülür. Gazların dağıtımı esas olarak bir sıvı içerisinden kabarcıklandırılarak gerçekleştirilir. Köpük polimerlerde, köpük betonda ve köpük alçıda gazlar, yüksek sıcaklıklarda veya kimyasal reaksiyonlarda gaz açığa çıkaran maddeler kullanılarak üretilir.

Dispersiyon yöntemleri yaygın olarak kullanılmasına rağmen -100 nm parçacık boyutuna sahip dispers sistemlerin elde edilmesinde kullanılamamaktadır. Bu tür sistemler yoğunlaştırma yöntemleriyle elde edilir.

Yoğunlaşma yöntemleri, moleküler veya iyonik durumdaki maddelerden dağılmış bir fazın oluşma sürecine dayanmaktadır. Bu yöntem için gerekli bir gereklilik, koloidal bir sistemin elde edilmesi gereken aşırı doymuş bir çözeltinin oluşturulmasıdır. Bu, belirli fiziksel veya kimyasal koşullar altında başarılabilir.

Fiziksel yoğunlaşma yöntemleri:

1) adyabatik genleşme sırasında sıvı veya katı buharların soğutulması veya bunların büyük miktarda hava ile karıştırılması;

2) çözücünün çözeltiden kademeli olarak uzaklaştırılması (buharlaştırılması) veya bunun, dağılmış maddenin içinde daha az çözünür olduğu başka bir çözücü ile değiştirilmesi.

Dolayısıyla fiziksel yoğunlaşma, havadaki katı veya sıvı parçacıkların, iyonların veya yüklü moleküllerin (sis, duman) yüzeyinde su buharının yoğunlaşmasını ifade eder.

Çözücü değişimi, orijinal çözeltiye başka bir sıvı eklendiğinde, orijinal çözücüyle iyi karışan ancak çözünen madde için zayıf bir çözücü olan bir sol oluşumuyla sonuçlanır.

Kimyasal yoğunlaşma yöntemleri, çözünmemiş bir maddenin aşırı doymuş bir çözeltiden çökeltilmesi sonucunda çeşitli reaksiyonların gerçekleştirilmesine dayanır.

Kimyasal yoğunlaşma yalnızca değişim reaksiyonlarına değil aynı zamanda redoks reaksiyonlarına, hidrolize vb. de dayanabilir.

Dağınık sistemler, parçacıkları zaten koloidal boyutlara sahip olan çökeltilerin kolloidal bir "çözeltiye" dönüştürülmesinden oluşan peptizasyon yoluyla da elde edilebilir. Aşağıdaki peptizasyon türleri ayırt edilir: çökeltiyi yıkayarak peptizasyon; yüzey aktif maddelerle peptizasyon; kimyasal peptizasyon.

Termodinamik açıdan en avantajlı yöntem dispersiyondur.

Temizleme yöntemleri:

Diyaliz, saf bir çözücü ile yıkanmış yarı geçirgen membranlar kullanılarak sollerin yabancı maddelerden saflaştırılmasıdır.

Elektrodiyaliz, bir elektrik alanıyla hızlandırılan diyalizdir.

Ultrafiltrasyon, yarı geçirgen bir membrandan (ultrafiltre) düşük moleküler yabancı maddelerle birlikte bir dispersiyon ortamının preslenmesiyle yapılan saflaştırmadır.

53. Dağınık sistemlerin maleküler-kinetik ve optik özellikleri: Brown hareketi, ozmotik basınç, difüzyon, sedimantasyon dengesi, sedimantasyon analizi, dağınık sistemlerin optik özellikleri.

Tüm moleküler kinetik özellikler moleküllerin kendiliğinden hareketinden kaynaklanır ve Brown hareketi, difüzyon, ozmoz ve sedimantasyon dengesinde kendini gösterir.

Brown hareketi, bir dispersiyon ortamındaki moleküllerin etkisiyle sıvı veya gazlarda asılı duran küçük parçacıkların sürekli, kaotik ve eşit derecede olası her yöne hareketidir. Brown hareketi teorisi, moleküllerin etkilerini karakterize eden rastgele bir kuvvetin, zamana bağlı bir kuvvetin ve dağınık bir fazın parçacıkları dağıtıcı bir ortamda belirli bir hızda hareket ettiğinde sürtünme kuvvetinin etkileşimi fikrine dayanmaktadır. belirli hız.

Öteleme hareketine ek olarak, düzensiz şekilli iki boyutlu parçacıklar (iplikler, lifler, pullar) için tipik olan dönme hareketi de mümkündür. Brown hareketi en çok yüksek derecede dağılmış sistemlerde belirgindir ve yoğunluğu dağılıma bağlıdır.

Difüzyon, bir maddenin daha yüksek konsantrasyonlu bir alandan daha düşük konsantrasyonlu bir alana kendiliğinden yayılmasıdır. Aşağıdaki türler ayırt edilir:

1.)moleküler

3) koloidal parçacıklar.

Gazlarda difüzyon hızı en yüksek, katılarda ise en azdır.

Ozmotik basınç, solventin membrandan transferini önlemek için gerekli olan, solüsyonun üzerindeki aşırı basınçtır. OD, saf bir çözücü bir çözeltiye doğru veya daha seyreltik bir çözeltiden daha konsantre bir çözeltiye doğru hareket ettiğinde meydana gelir ve bu nedenle çözünen maddenin ve çözücünün konsantrasyonuyla ilişkilidir. Ozmotik basınç, dağılmış fazın (çözünen madde) aynı sıcaklıkta gaz formunda koloidal sistem (çözelti) ile aynı hacmi işgal etmesi durumunda üreteceği basınca eşittir.

Sedimantasyon, dağılmış sistemlerin yer çekiminin etkisi altında çökelti halindeki dağılmış fazın ayrılmasıyla ayrılmasıdır. Dağınık sistemlerin çökelme yeteneği, bunların çökelme stabilitesinin bir göstergesidir. Ayırma işlemleri, heterojen bir sıvı sistemi olan doğal veya yapay olarak hazırlanmış bir üründen bir veya başka bir bileşenin bir bileşenden izole edilmesi gerektiğinde kullanılır. Bazı durumlarda değerli bir bileşen sistemden çıkarılır, diğerlerinde ise istenmeyen yabancı maddeler uzaklaştırılır. Halka açık yiyecek içecek hizmetlerinde, berrak içecekler elde etmek, et suyunu berraklaştırmak ve et parçacıklarından arındırmak gerektiğinde dağınık sistemleri ayırma işlemleri gereklidir.

Yolu üzerinde dağılmış fazın parçacıklarıyla karşılaşan bir ışık ışınının davranışı, ışığın dalga boyu oranına ve parçacıkların boyutuna bağlıdır. Parçacık boyutu ışığın dalga boyundan büyükse ışık parçacıkların yüzeyinden belirli bir açıyla yansır. Bu fenomen süspansiyonlarda gözlenir. Parçacık boyutu ışığın dalga boyundan küçükse ışık saçılır.

molekülünde belli bir uzunlukta hidrokarbon radikali bulunan organik bir madde. Bu kurala göre, hidrokarbon radikalinin uzunluğunun bir CH2 grubu artmasıyla maddenin yüzey aktivitesi ortalama 3,2 kat artar.

"Duclos-Traube Kuralı" makalesi hakkında yorum yazın

Notlar

K:Wikipedia:İzole edilmiş makaleler (tür: belirtilmemiş)

Duclos-Traube Kuralını karakterize eden alıntı

Ve yatağa giderek temiz yastıkların altından cüzdanını çıkardı ve şarap getirmesini emretti.
"Evet, sana parayı ve mektubu ver," diye ekledi.
Rostov mektubu aldı ve parayı kanepeye atarak iki elini de masaya dayadı ve okumaya başladı. Birkaç satır okudu ve öfkeyle Berg'e baktı. Bakışlarıyla buluşan Rostov, yüzünü mektupla kapattı.
Berg kanepeye bastırılan ağır cüzdana bakarak, "Ancak sana oldukça fazla para gönderdiler" dedi. "Biz maaşla bu şekilde yolumuza devam ediyoruz, Kont." Sana kendimden bahsedeceğim...
“İşte bu, sevgili Berg,” dedi Rostov, “evden bir mektup aldığında ve her şeyi sormak istediğin adamınla tanıştığında, ben de burada olacağım, seni rahatsız etmemek için şimdi ayrılacağım. .” Dinle, lütfen bir yere git, bir yere... cehenneme! - bağırdı ve hemen onu omzundan tuttu ve şefkatle yüzüne baktı, görünüşe göre sözlerinin kabalığını yumuşatmaya çalışarak ekledi: - biliyorsun, kızma; canım, canım, bunu sanki eski bir dostumuzmuş gibi kalbimin derinliklerinden söylüyorum.
Berg ayağa kalkıp gırtlaktan gelen bir sesle kendi kendine konuşarak, "Ah, Allah aşkına Kont, çok anlıyorum," dedi.
Boris, "Sahiplerine gidersiniz: sizi aradılar" diye ekledi.
Berg, lekesiz, lekesiz temiz bir frak giydi, Alexander Pavlovich'in giydiği gibi aynanın önünde şakaklarını kabarttı ve Rostov'un bakışından frakının fark edildiğine ikna olarak odadan hoş bir şekilde ayrıldı. gülümsemek.
- Ah, ne kadar da zalimim ama! - Rostov mektubu okuyarak dedi.
- Ve ne?
- Ah, ne domuzum ama, hiç yazmadım ve onları bu kadar korkutmadım. Aniden kızararak, "Ah, ne domuzum ben," diye tekrarladı. - Hadi gidip Gavrilo'ya biraz şarap alalım! Peki, tamam, hadi yapalım! - dedi ki…
Akrabaların mektuplarında ayrıca Prens Bagration'a, Anna Mihaylovna'nın tavsiyesi üzerine eski kontesin arkadaşları aracılığıyla alıp oğluna gönderdiği ve ondan onu amacına uygun almasını ve kullanmasını isteyen bir tavsiye mektubu da vardı. BT.
- Bu saçmalık! Rostov mektubu masanın altına atarak, "Buna gerçekten ihtiyacım var" dedi.
- Neden bıraktın? – Boris'e sordu.
- Bir çeşit tavsiye mektubu, mektupta ne var!
- Mektupta ne var? – dedi Boris, yazıyı alıp okuyarak. – Bu mektup senin için çok gerekli.
"Hiçbir şeye ihtiyacım yok ve kimsenin yaveri olarak gitmeyeceğim."
- Neyden? – Boris'e sordu.
- Uşak pozisyonu!

FİZİKSEL VE ​​KOLOİDAL KİMYA

Güney Federal Üniversitesi (RSU) Biyoloji Fakültesi öğrencileri için ders notları

4.1 YÜZEY OLGULARI VE ADSORPSİYON

4.1.2 Çözelti-buhar arayüzünde adsorpsiyon

Sıvı çözeltilerde yüzey gerilimi σ çözünen maddenin konsantrasyonunun bir fonksiyonudur. İncirde. Şekil 4.1, yüzey geriliminin çözelti konsantrasyonuna (yüzey gerilimi izotermleri olarak adlandırılan) üç olası bağımlılığını göstermektedir. Bir çözücüye katıldığında yüzey gerilimini azaltan maddelere denir. yüzey aktif madde(yüzey aktif maddeler), eklenmesi yüzey gerilimini artıran veya değiştirmeyen maddeler - yüzey aktif değil(PIAV).

Pirinç. 4.1 Yüzey izotermleri Pirinç. 4.2 Adsorpsiyon izotermi
PIAV (1, 2) ve yüzey aktif madde çözeltilerinin çözelti-buhar arayüzündeki gerilimi
Yüzey aktif madde (3)

Yüzey aktif maddelerin sıvı-buhar arayüzünde adsorpsiyonunun bir sonucu olarak yüzey geriliminde ve dolayısıyla yüzey enerjisinde bir azalma meydana gelir; çözeltinin yüzey katmanındaki yüzey aktif madde konsantrasyonunun çözeltinin derinliğinden daha büyük olması.

Çözelti-buhar arayüzündeki adsorpsiyonun kantitatif bir ölçüsüdür: yüzey fazlalığı G (gama), yüzey katmanındaki çözünmüş maddenin mol sayısına eşittir. Bir çözünenin adsorpsiyonu (yüzey fazlalığı) ile çözelti konsantrasyonunun artmasıyla çözeltinin yüzey gerilimindeki değişiklik arasındaki niceliksel ilişki, Gibbs adsorpsiyon izotermi:

Yüzey aktif madde adsorpsiyon izoterminin grafiği Şekil 2'de gösterilmektedir. 4.2. Denklem (IV.5)'ten, sürecin yönünün - maddenin yüzey katmanındaki konsantrasyonu veya tersine, sıvı fazın hacmindeki varlığı - d σ / dС türevinin işareti ile belirlendiği anlaşılmaktadır. . Bu türevin negatif değeri, bir maddenin yüzey katmanında birikmesine karşılık gelir (G > 0), pozitif bir değer, çözeltinin kütlesindeki konsantrasyonuna kıyasla yüzey katmanında bir maddenin daha düşük konsantrasyonuna karşılık gelir.

g = –d σ /dС değerine aynı zamanda çözünen maddenin yüzey aktivitesi de denir. Bir yüzey aktif maddenin belirli bir C1 konsantrasyonundaki yüzey aktivitesi, C = C1 noktasında yüzey gerilimi izotermine bir teğet çizilerek grafiksel olarak belirlenir; bu durumda yüzey aktivitesi sayısal olarak teğetin konsantrasyon eksenine olan eğim açısının teğetine eşittir:

Artan konsantrasyonla yüzey aktif maddenin yüzey aktivitesinin azaldığını fark etmek kolaydır. Bu nedenle, bir maddenin yüzey aktivitesi genellikle sonsuz küçük bir çözelti konsantrasyonunda belirlenir; bu durumda go ile gösterilen değeri yalnızca yüzey aktif maddenin ve çözücünün doğasına bağlıdır. Traube ve Duclos, organik maddelerin sulu çözeltilerinin yüzey gerilimini incelerken, homolog yüzey aktif madde serileri için aşağıdaki ampirik kuralı oluşturdu:

Düşük konsantrasyonlardaki herhangi bir homolog seride, karbon zincirinin bir CH2 grubu kadar uzatılması, yüzey aktivitesini 3-3,5 kat artırır.

Yağ asitlerinin sulu çözeltileri için yüzey geriliminin konsantrasyona bağımlılığı ampirik olarak açıklanmaktadır. Shishkovsky denklemi :

(IV.6a)

Burada b ve K ampirik sabitlerdir ve b'nin değeri tüm homolog seri için aynıdır ve K'nin değeri serinin sonraki her üyesi için 3 - 3,5 kat artar.

Pirinç. 4.3 Yüzey katmanındaki yüzey aktif madde moleküllerinin yöneliminin sınırlandırılması

Çoğu yüzey aktif maddenin molekülleri dipilik bir yapıya sahiptir; hem polar bir grup hem de polar olmayan bir hidrokarbon radikali içerir. Bu tür moleküllerin yüzey katmanındaki düzeni, moleküllerin polar grubunun polar faza (polar sıvı) doğru yönlendirilmesi ve polar olmayan grubun polar olmayan faza (gaz veya non-polar) doğru yönlendirilmesi koşuluyla enerji açısından en uygun olanıdır. polar sıvı). Düşük çözelti konsantrasyonlarında termal hareket, yüzey aktif madde moleküllerinin yönelimini bozar; Konsantrasyon arttıkça adsorpsiyon katmanı doymuş hale gelir ve arayüzde "dikey" yönlendirilmiş yüzey aktif madde moleküllerinden oluşan bir katman oluşur (Şekil 4.3). Böyle bir monomoleküler tabakanın oluşumu, yüzey aktif madde çözeltisinin minimum yüzey gerilimi değerine ve maksimum adsorpsiyon G değerine karşılık gelir (Şekil 4.1-4.2); çözeltideki yüzey aktif madde konsantrasyonunun daha da artmasıyla yüzey gerilimi ve adsorpsiyon değişmez.

Telif Hakkı © S. I. Levchenkov, 1996 - 2005.

Kimyagerin El Kitabı 21

Kimya ve kimya teknolojisi

Duclos Traube, kural

Duclos-Traube kuralını formüle edin ve fiziksel anlamını açıklayın. Bu kural yüzey filmlerinin hangi yapısı için geçerlidir ve bu kuralın tersine çevrilebilirliği nedir?

Duclos - Traube kuralının fiziksel anlamı

Kolloidal yüzey aktif maddeler, esas olarak hidrokarbon radikalinin uzunluğuna bağlı olan yüksek yüzey aktivitesi sergiler. Radikalin uzunluğunun bir grup arttırılması. -CH2- yüzey aktivitesinde yaklaşık 3,2 kat artışa neden olur (Duclos-Traube kuralı). Bu kural esas olarak gerçekten çözünür yüzey aktif maddeler için geçerlidir. Yüzey aktivitesi sistemin sonsuz seyreltilmesiyle belirlendiğinden, hidrokarbon radikalinin uzunluğuna bağımlılığını açıklamak kolaydır. Radikal ne kadar uzun olursa, yüzey aktif madde molekülü o kadar güçlü bir şekilde sulu çözeltiden dışarı itilir (çözelti azalır)

r(n-N)/G(u) oranı için elde edilen ifade Duclos-Traube kuralını yansıtır.

Bu kural yalnızca yüzey aktif maddelerin sulu çözeltileri için geçerlidir. Polar olmayan solventlerdeki yüzey aktif madde çözeltileri için ise yüzey aktivitesi, hidrokarbon radikalinin uzunluğunun artmasıyla azalır (Duclos-Traube kuralının tersine çevrilmesi).

Yüzey geriliminin konsantrasyona bağımlılığının tamamı üç tip eğri ile temsil edilebilir (Şekil 43). Yüzey aktif maddeler (yüzey aktif maddeler) tip 1 eğrilerle karakterize edilir. Yüzey aktif maddeler solventle karşılaştırıldığında daha az polardır ve solventten daha düşük bir yüzey gerilimine sahiptir. Çözücü molekülleri ile yüzey aktif madde molekülleri arasındaki etkileşimin yoğunluğu, çözücü molekülleri arasındaki etkileşimden daha azdır. Polar bir çözücü olan su ile ilgili olarak yüzey aktif maddeler, bir hidrokarbon radikalinden (hidrofobik veya oleofilik kısım) ve bir polar gruptan (hidrofilik kısım) karboksilik asitlerden, bunların tuzlarından, alkollerden, aminlerden oluşan organik bileşiklerdir. Molekülün bu dipilik yapısı yüzey aktif maddelerin karakteristik bir özelliğidir. Kalıcı bir dipol momentine sahip olmayan hidrokarbon zincirleri hidrofobiktir, su molekülleriyle birbirlerine göre daha az güçlü etkileşime girer ve yüzeye doğru itilir. Bu nedenle polar grubu olmayan organik maddeler (örneğin parafinler, naftenler) suda pratik olarak çözünmez. -OH, -COOH, -NH vb. gibi polar gruplar suya karşı yüksek afiniteye sahiptir, iyi hidratlanır ve molekülde böyle bir grubun varlığı yüzey aktif maddenin çözünürlüğünü belirler. Bu nedenle, bir yüzey aktif maddenin sudaki çözünürlüğü, hidrokarbon radikalinin uzunluğuna bağlıdır (homolog seride uzunluk arttıkça çözünürlük azalır). Örneğin, i - C4 karboksilik asitler suda sınırsız olarak çözünür; C5 - C12 asitlerinin çözünürlüğü, artan C atomu sayısıyla gözle görülür şekilde azalır ve i2'den daha fazla bir hidrokarbon zinciri uzunluğu ile pratik olarak çözünmezler. Bir yüzey aktif madde molekülünün hidrokarbon radikalinin uzunluğunun bir CHa grubu kadar artması, yüzey aktivitesinde 3,2-3,5 kat artışa yol açar (bu kurala Duclos-Traube kuralı denir).

Langmuir'in adsorpsiyonla ilgili fikirleri aynı zamanda Shishkovsky denklemi gibi düşük yağ asitlerinin çözeltileri için deneysel olarak oluşturulan iyi bilinen Duclos-Traube kuralını (1878) açıklamayı da mümkün kılmaktadır. Bu kurala göre, aynı A'ya karşılık gelen iki komşu homologun konsantrasyonlarının oranı sabittir ve yaklaşık olarak 3,2'ye eşittir. Aynı sonuca Shishkovsky denklemine dayanarak da ulaşılabilir. (4.42)'deki n'inci ve (n + 1)'inci homologlar için elimizdeki

Denklem (39), yüzey Boyu aktivitesinin doğrudan doymuş hidrokarbon radikalinin uzunluğuna bağımlılığını kurar ve özünde Duclos-Traube kuralı olarak bilinen bir model içerir. Aslında serinin (n+1)'inci terimi için şunu yazabiliriz:

Denklem (42)'ye göre Duclos - Trauber kuralı p'nin katsayısının değeri LS artış değerine bağlıdır. Bu değerdeki bir azalma, homologların yüzey aktivitesindeki farkın azalmasına yol açar ve bunun tersi de geçerlidir.

Langmuir'e göre Duclos-Traube kuralı şu şekilde gerekçelendirilebilir. Yüzey katmanının kalınlığının O olduğunu varsayalım. Bu durumda bu katmandaki ortalama konsantrasyon Г/0 olacaktır. Termodinamikten, bir gazı Fi hacminden Vit hacmine sıkıştırmak için gereken maksimum iş A'nın şu şekilde temsil edilebileceği bilinmektedir:

İlişki (VI.37) Duclos-Traube kuralını yansıtmaktadır. Sabit bir değerdir ve 20°C'deki sulu çözeltiler için 3,2'dir. 20 °C dışındaki sıcaklıklarda sabitin farklı değerleri vardır. Kg = KAoo (III.17) olduğundan ve tek tabakanın Loo kapasitansı belirli bir homolog seri için sabit olduğundan, yüzey aktivitesi aynı zamanda Langmuir denkleminde (veya Shishkovsky denkleminde) yer alan sabitle de orantılıdır. Organik ortamlar için Duclos-Traube kuralı geçerlidir: yüzey aktif madde hidrokarbon radikalinin uzunluğu arttıkça yüzey aktivitesi azalır.

Denklem (76) ve (77)'nin Duclos-Traube kuralını ifade eden denklem (39)'a benzer olduğunu görmek kolaydır. Bu, yüzey aktif madde çözeltilerinin kütle ve yüzey özellikleri arasındaki bağlantıyı gösterir ve adsorpsiyon ve miselleşme olgularının ortaklığını vurgular. Gerçekte, homolog yüzey aktif madde serilerinde CMC değeri yüzey aktivitesiyle yaklaşık olarak ters orantılı olarak değişir, böylece komşu homologların CMC oranı Duclos-Traube kuralının katsayısına karşılık gelir.

Bu denklemden, hidrokarbon zinciri CH2 grubu tarafından uzatıldıkça adsorpsiyon işinin sabit bir miktarda artması gerektiği açıktır. Bu, yalnızca Duclos-Traube kuralının uygulandığı düşük konsantrasyonlarda, zincirdeki tüm CHa gruplarının yüzeye göre aynı pozisyonu işgal ettiği anlamına gelir; bu yalnızca zincirler yüzeye paralel yerleştirildiğinde mümkündür; üzerinde yatıyorlar. Yüzey aktif madde moleküllerinin yüzey katmanındaki oryantasyonu konusuna bu bölümün ilerleyen kısımlarında döneceğiz.

Yani G ters orantılıdır.Şimdi Duclos-Traube kuralı şu şekilde yazılacaktır.

Yukarıda formüle edildiği gibi Duclos-Traube kuralı oda sıcaklığına yakın sıcaklıklarda karşılanır. Daha yüksek sıcaklıklarda, 3,2 oranı birlik eğilimi göstererek azalır, çünkü sıcaklık arttıkça moleküllerin desorpsiyonu sonucu yüzey aktivitesi azalır ve homologların yüzey aktiviteleri arasındaki fark düzelir.

Ancak bu açıklama, aynı nesneler üzerinde ölçülen Goo değerlerinin moleküllerin yatma pozisyonundan ziyade ayakta durma pozisyonuna karşılık geldiği gerçeğiyle çelişmektedir, bu nedenle moleküller neredeyse n'den bağımsızdır. Bu çelişkiyi ortadan kaldırmak için varsayım şu şekildedir: katman az miktarda doldurulduğunda Duclos-Traube kuralı geçerli olduğunda adsorbe edilen moleküllerin yüzeyde yattığını ve yoğunlukları arttıkça yavaş yavaş yükseldiklerini gösterdi. Ancak böyle bir yorumun, Goo'nun adsorpsiyon katmanının dolma derecesinden bağımsız olarak sabit bir değer olarak kabul edildiği Langmuir izoterminin katı uygulamasıyla bağdaşmadığı açıktır.

Homolog yağ asitleri serisi için Duclos-Traube kuralına ne ölçüde uyulduğu Tablodaki verilerden görülebilir. V, 4. Duclos-Traube kuralı yalnızca yağ asitleri için değil aynı zamanda diğer homolog seriler (alkoller, aminler vb.) için de geçerlidir.

Duclos-Traube kuralının bir başka formülasyonu, yağ asidi zincirinin uzunluğu aritmetik ilerlemeyle arttığında, yüzey aktivitesinin geometrik ilerlemeyle artmasıdır. Yeterince düşük konsantrasyonlarda maddelerin yüzey aktivitesi spesifik kılcal sabit ile orantılı olduğundan, molekül uzatıldığında ve jA değeri için benzer bir oran gözlemlenmelidir.

Duclos-Traube kuralının yalnızca yüzey aktif maddelerin sulu çözeltileri için uygulandığına da dikkat edilmelidir. Aynı maddelerin polar olmayan solventlerdeki çözeltileri için Duclos-Traube kuralı geçerlidir, çünkü artan oranlarda

İlk yaklaşım olarak, ortam adsorbanı ne kadar iyi çözerse, bu ortamdaki adsorpsiyonun da o kadar kötü olacağını varsayabiliriz. Bu durum Duclos-Traube kuralının tersine çevrilmesinin nedenlerinden biridir. Bu nedenle, bir yağ asidinin adsorpsiyonu, bir hidrokarbon ortamından (örneğin benzenden) hidrofilik bir adsorban (örneğin silika jel) üzerinde meydana geldiğinde, yukarıdan anlaşılacağı üzere, asidin moleküler ağırlığının artmasıyla adsorpsiyon artmaz. Duclos-Traube kuralı, ancak azalır çünkü yüksek yağ asitleri polar olmayan bir ortamda daha fazla çözünür.

Pürüzsüz yüzeylere sahip gözeneksiz adsorbanlarda Duclos-Traube kuralının bu şekilde tersine çevrilmesinin gözlemlenemeyeceği açıktır.

Duclos-Traube kuralı

Çözünür yüzey aktif maddeler için Duclos-Traube kuralı, seyreltik çözeltilerden yüzey katmanlarının maksimum doygunluğuna kadar geniş bir konsantrasyon aralığında karşılanır. Bu durumda Traube katsayısı, yüzey katmanının doygunluğuna karşılık gelen konsantrasyonların oranı olarak ifade edilebilir.

Duclos-Traube kuralının önemli teorik ve pratik önemi vardır. Oldukça aktif uzun zincirli yüzey aktif maddelerin sentezi için doğru yöne işaret ediyor.

Duclos-Traube kuralı nasıl formüle edilir Nasıl yazılabilir Karbon atomu sayısı n ve n olan iki komşu homologun yüzey gerilimi izotermleri neye benzer?

Shishkovsky denkleminde yer alan sabitler ile yüzey aktif madde moleküllerinin yapısı arasındaki bağlantı, Duclos ve Traube tarafından oluşturulan modele başvurularak kurulabilir. Duclos, yüzey aktif maddelerin homolog bir seride suyun yüzey gerilimini azaltma yeteneğinin, karbon atomu sayısı arttıkça arttığını keşfetti. Traube, Duclos'un gözlemlerini tamamladı. Bu araştırmacılar tarafından yüzey aktivitesi ile karbon atomu sayısı arasındaki ilişkiye Duclos-Traube kuralı adı verildi: aritmetik ilerlemede homolog bir serideki karbon atomu sayısındaki artışla, yüzey aktivitesi geometrik olarak artar ve molekülün hidrokarbon kısmının bir CH3 grubu kadar olması, yüzey aktivitesinde yaklaşık 3-3,5 kat (ortalama 3,2 kat) artışa karşılık gelir.

Duclos-Traube kuralı, düşük çözünen madde konsantrasyonlarında en doğru şekilde geçerlidir. Bu yüzden

Duclos-Traube kuralından önemli bir sonuç çıkar: Adsorpsiyon katmanının maksimum doygunluğunda molekül başına alan, bir homolog seri içerisinde sabit kalır.

Alifatik geri dönüşümlü rekabetçi inhibitörler. Olarak Şekil l'de görülebilir. Şekil 37'de aktif merkezin sorpsiyon bölgesi, inhibitör molekülündeki (alkanoller) alifatik zincirin yapısına göre düşük düzeyde spesifiktir. Alifatik zincirin normal veya dallanmış olmasına bakılmaksızın, alkanol KOH'nin aktif bölge üzerindeki tersinir bağlanmasının verimliliği, K grubunun brüt hidrofobikliği tarafından belirlenir. kompleks, bu bileşiklerin 1 P'sinin su ve standart organik faz (n-oktanol) arasındaki dağılım derecesi ile doğrusal olarak (birliğe yakın bir eğimle) artar. CHa grubunun sudan aktif merkez ortama transferinin serbest enerjisindeki artışın gözlemlenen değeri yaklaşık -700 cal/mol'dür (2,9 kJ/mol) (homolog serinin alt üyeleri için). Bu değer, kolloid kimyasında bilinen Duclos-Traube kuralından kaynaklanan ve sıvı bir CHa grubunun sudan susuz (hidrofobik) bir gruba geçişinin serbest enerjisinin karakteristiği olan serbest enerji artışının değerine yakındır. orta. Bütün bunlar, kimotripsinin aktif merkezinin hidrofobik bölgesini, protein globülünün yüzey katmanında bulunan bir organik çözücü damlası olarak düşünmemize izin verir. Bu damla ya hidrofobik inhibitörü sudan arayüze kadar adsorbe eder ya da biraz daha derine yerleştirildiğinde onu tamamen çıkarır. Hidrofobik bölgenin mikroskobik yapısı açısından onu bir misel parçası olarak düşünmek daha doğru olacaktır, ancak n- geçişinin serbest enerjisinin olduğu bilindiğinden bu tür bir ayrıntı gereksiz görünmektedir. alkanların sudan bir dodesil sülfat miselinin mikroskobik ortamına aktarılması, aynı bileşiklerin sudan makroskobik bir sıvı polar olmayan faza salınmasının serbest enerjisinden çok az farklıdır.

Organik fazdan adsorpsiyon. Bu durumda komşu (sulu) faza yalnızca polar grup geçer. Sonuç olarak, adsorpsiyon işi yalnızca organik faz ve sudaki polar grupların moleküller arası etkileşiminin enerjisindeki farkla, yani organik bir sıvıdan suya geçiş sırasında enerji durumlarındaki değişiklikle belirlenir. Hidrokarbon radikalleri organik fazda kaldığından, pAAUdaO ve organik fazdan adsorpsiyon işi Uo'ya eşittir. Bu durumda adsorpsiyon işi hidrokarbon radikalinin uzunluğuna bağlı olmamalıdır ve Duclos-Traube kuralına uyulmamalıdır. Aslında deneysel verilerin gösterdiği gibi, tüm normal alkoller ve asitler, su ile arayüzde parafin hidrokarbonlardan yaklaşık olarak eşit şekilde adsorbe edilir. Bu, Şekil 2'de iyi bir şekilde gösterilmiştir. 4. Büyüklük

Sonuç olarak, molekülün polar asimetrisi ne kadar belirgin olursa bileşiğin yüzey aktivitesi de o kadar büyük olur. Yüzey aktif madde molekülünün polar olmayan kısmının yüzey aktivitesi üzerindeki etkisi en çok homolog serilerde belirgindir (Şekil 20.1). G. Duclos, daha sonra P. Traube tarafından Duclos-Traube kuralı adı verilen bir kural şeklinde daha kesin bir şekilde formüle edilen bu modeli keşfetti.

p değerine Traube katsayısı denir. Duclos-Traube kuralının teorik açıklaması daha sonra I. Langmuir tarafından yapılmıştır. Hidrokarbon zincirlerinin sudan havaya geçişi sırasında iki komşu homolog için enerji kazanımını hesapladı ve bir CH3 grubunun geçiş enerjisine karşılık gelen farkın homolog seride sabit ve 3 kJ/mol'e yakın olduğunu buldu. Enerji kazancı, polar olmayan bir zincirin sulu ortamdan havaya doğru yer değiştirmesi durumunda su dipollerinin birbirine bağlanması ve sistemin Gibbs enerjisinin azalmasından kaynaklanmaktadır. Aynı zamanda polarite afinitesi yüksek olan ortama geçen yüzey aktif madde zincirinin Gibbs enerjisi azalır.

Yüzey aktif madde zincir uzunluğunun etkisi. Homolog serilerde yüzey aktif maddenin molekül ağırlığının artmasıyla birlikte CMC değeri yüzey aktivitesiyle yaklaşık olarak ters orantılı olarak azalır (CCMl 1/0m). Komşu homologlar için KKM oranı, Duclos-Traube kuralının (DKM) / (KKM) +1 P = 3,2 katsayısının değerine sahiptir.

Langmuir, Duclos-Traube mohket kuralının, Hj grubunun toplu çözeltiden gaz fazına transferinin enerjisini hesaplamak için kullanılabileceğini gösterdi. Aslında, b'yi bir adsorpsiyon denge sabiti olarak düşünürsek [p. 61'de, sahip olduğumuz standart reaksiyon izoterminin denklemine uygun olarak, K'nin eşdeğer değeri için K=kJ'nin doğru olduğu bulunmuştur.

Terimin geçtiği sayfalara bakın Duclos Traube, kural: Kolloidal Kimya 1982 (1982) - [ s.54 ]

Yüzey etkinliği. Yüzey aktif maddeler ve yüzey aktif olmayan maddeler. Duclos-Traube kuralı.

Yüzey aktivitesi, bir maddenin arayüzde adsorbe edildiğinde yüzey gerilimini (ara yüzey gerilimi) azaltma yeteneği. Adsorpsiyon G maddeler ve bunun sonucunda yüzey geriliminde meydana gelen azalma konsantrasyonla ilgilidir. İle Gibbs denklemi (1876) ile maddenin fazlar arası yüzeye adsorbe edildiği fazdaki maddeler: Nerede R- Gaz sabiti, T-karın kasları. sıcaklık (bkz. Adsorpsiyon). Türev Bir maddenin belirli bir fazlar arası sınırda yüzey gerilimini azaltma yeteneğinin bir ölçüsü olarak hizmet eder ve aynı zamanda denir. yüzey aktivitesi. J m/mol (Gibbs) cinsinden ölçülen G (J. Gibbs onuruna) olarak belirtilmiştir.

Yüzey aktif maddeler (yüzey aktif maddeler) Bir sıvıdan başka bir fazla (sıvı, katı veya gaz halinde) ara yüzeyde adsorpsiyonu bir ortalamaya yol açan maddeler. yüzey gerilimini düşürür (bkz. Yüzey aktivitesi). Pratik açıdan en genel ve önemli durumda, yüzey aktif maddelerin adsorbe eden molekülleri (iyonları) difilik bir yapıya sahiptir, yani bir polar gruptan ve polar olmayan bir hidrokarbon radikalinden (difilik moleküller) oluşurlar. Polar ortamdan dışarı atılan hidrokarbon radikali, polar olmayan faza (gaz, hidrokarbon sıvısı, bir katının polar olmayan yüzeyi) doğru yüzey aktivitesine sahiptir. Bir yüzey aktif maddenin sulu bir çözeltisinde, hava ile arayüzde, havaya doğru yönlendirilmiş hidrokarbon radikallerine sahip bir adsorpsiyon monomoleküler katmanı oluşturulur. Doydukça, yüzey katmanında sıkışan yüzey aktif madde molekülleri (iyonları) yüzeye dik olarak yerleştirilir (normal yönelim).

Adsorpsiyon katmanındaki yüzey aktif maddelerin konsantrasyonu, sıvı hacminden birkaç kat daha yüksektir, bu nedenle, sudaki ihmal edilebilir bir içerikle bile (ağırlıkça% 0,01-0,1), yüzey aktif maddeler, arayüzdeki suyun yüzey gerilimini azaltabilir. 72,8 10 -3 ila 25 10 -3 J/m2 arası hava ile, yani. neredeyse hidrokarbon sıvılarının yüzey gerilimine ulaşır. Benzer bir olay, sulu bir yüzey aktif madde çözeltisi ile bir hidrokarbon sıvısı arasındaki arayüzde meydana gelir ve bu, emülsiyon oluşumu için ön koşulları oluşturur.

Çözeltideki yüzey aktif maddenin durumuna bağlı olarak, gerçekten çözünür (moleküler olarak dağılmış) ve koloidal yüzey aktif maddeler arasında bir ayrım yapılır. Bu bölümün koşulluluğu, aynı yüzey aktif maddenin koşullara ve kimyaya bağlı olarak her iki gruba da ait olabilmesidir. çözücünün doğası (polaritesi). Her iki yüzey aktif madde grubu da faz sınırlarında adsorbe edilir, yani çözeltilerde yüzey aktivitesi sergilerken, yalnızca kolloidal yüzey aktif maddeler koloidal (misel) fazın görünümüyle ilişkili hacimsel özellikler sergiler. Bu yüzey aktif madde grupları, adı verilen boyutsuz miktarın değerinde farklılık gösterir. hidrofilik-lipofilik denge (HLB) ve şu oranla belirlenir:

Duclos-Traube kuralı- bir organik maddenin sulu çözeltisinin yüzey aktivitesini molekülündeki hidrokarbon radikalinin uzunluğuna bağlayan bir ilişki. Bu kurala göre hidrokarbon radikalinin uzunluğunun bir CH2 grubu artmasıyla maddenin yüzey aktivitesi ortalama 3,2 kat artar Yüzey aktivitesi yüzey aktif madde moleküllerinin yapısına bağlıdır; ikincisi genellikle polar bir kısımdan (büyük dipol momentli gruplar) ve polar olmayan bir kısımdan (alifatik veya aromatik radikaller) oluşur. Homolog organik madde serisi içinde, sulu bir çözeltinin yüzey gerilimini belirli bir seviyeye indirmek için gereken konsantrasyon, karbon radikalindeki bir -CH2 grubu artışıyla 3-3,5 kat azalır.

Kural I. Traube (Almanca) Rusça tarafından formüle edilmiştir. 1891 yılında birçok maddenin (karboksilik asitler, eterler, alkoller, ketonlar) sudaki çözeltileri üzerinde yaptığı deneyler sonucunda. E. Duclos'un önceki çalışmaları, Traube'nin çalışmasına ruhen yakın olmasına rağmen, konsantrasyona açık bir bağımlılık sunmadığından, yabancı literatürde kural yalnızca Traube adını taşır. . Traube kuralının termodinamik yorumu 1917'de I. Langmuir tarafından yapılmıştır.

Duclos-Traube kuralı

Büyük İngilizce-Rusça ve Rusça-İngilizce sözlük. 2001.

Duclos-Traube kuralı- Duclos Traube kuralı: Aynı homolog serideki maddelerin karbon zincirinin uzunluğu arttıkça, polar bir çözücüden polar olmayan bir adsorban üzerindeki adsorpsiyon, hidrokarbon zincirinde bir metilen grubu CH2 artışıyla yaklaşık 3 kat artar... ... Kimyasal terimler

Duclos kuralı- Bir organik maddenin sulu çözeltisinin yüzey aktivitesini molekülündeki hidrokarbon radikalinin uzunluğuna bağlayan Traube bağımlılığı. Bu kurala göre, bir hidrokarbon radikalinin uzunluğu bir grup arttığında... ... Vikipedi

Genel kimya: ders kitabı. A.V. Zholnin; tarafından düzenlendi V. A. Popkova, A. V. Zholnina. . 2012.

Diğer sözlüklerde “Duclos-Traube kuralının” ne olduğuna bakın:

YÜZEY BASINCI- (düzlem basıncı, iki boyutlu basınç), temiz bir sıvı yüzeyi ile aynı sıvının adsorbanla kaplanmış yüzeyi arasındaki ara yüzeyin (bariyer) birim uzunluğu başına etki eden kuvvet. yüzey aktif madde tabakası. P. d. şuna yöneliktir ... ... Fiziksel ansiklopedi

İlaç- I Tıp Tıp, amaçları sağlığı güçlendirmek ve korumak, insanların ömrünü uzatmak, insan hastalıklarını önlemek ve tedavi etmek olan bilimsel bilgi ve pratik faaliyetler sistemidir. Bu görevleri gerçekleştirmek için M. yapıyı inceliyor ve... ... Tıp Ansiklopedisi

BAĞIŞIKLIK- BAĞIŞIKLIK. İçerik: Tarih ve modern zamanlar. I doktrininin durumu. 267 I. bir uyum olgusu olarak. 283 I. yerel. 285 I. hayvan zehirlerine. 289 I. tek hücrelilerle. ve spiroket enfeksiyonları. 291 I. ila... ...Büyük Tıp Ansiklopedisi

Traube-Duclos kuralı;

Daha önce belirtildiği gibi, çözelti-gaz ara yüzeyinde adsorbe edilebilen yüzey aktif moleküller amfifilik olmalıdır; polar ve polar olmayan kısımları vardır.

Homolog doymuş yağ asitleri serisinin sulu çözeltilerinin yüzey gerilimini inceleyen Duclos ve ardından Traube, bu maddelerin çözelti-hava arayüzündeki yüzey aktivitesinin (-) daha büyük olduğunu, hidrokarbon radikalinin uzunluğu ne kadar büyükse, ve ortalama olarak her bir –CH 2 – grubu için 3–3,5 kat artar. Bu önemli modele denir Traube-Duclos kuralları.

Traube kuralı — Duclos'un açıklaması şu şekilde:

normal yağlı monobazik asitlerin homolog serisinde, suya göre yüzey aktiviteleri (-), eşit molar konsantrasyonda her grup -CH2- için 3-3,5 kat keskin bir şekilde artar.

Traube kuralının başka bir formülasyonu — Duclos: "Yağ asidi zincirinin uzunluğu aritmetik ilerlemeyle arttığında, yüzey aktivitesi geometrik ilerlemeyle artar." Traube kuralı — Duclos, Şekil 18.1'de iyi bir şekilde gösterilmektedir.

Şekilden görülebileceği gibi, bir madde homolog seride ne kadar yüksekse, belirli bir konsantrasyonda suyun yüzey gerilimini o kadar azaltır.

Traube kuralının oluşturduğu bağımlılığın nedeni — Duclos, radikalin uzunluğu arttıkça yağ asidinin çözünürlüğünün azalması ve moleküllerinin yığından yüzey tabakasına doğru hareket etme eğiliminin artmasıdır. Traube kuralının olduğu tespit edildi — Duclos sadece yağ asitleri için değil aynı zamanda diğer homolog seriler (alkoller, aminler vb.) için de gözlemlenir.

Pirinç. 18.1 Traube kuralı — Duclos:

1− asetik asit, 2− propiyonik asit, 3− bütirik asit, 4− valerik asit.

1) yalnızca düşük konsantrasyonlarda, – – değeri maksimum olduğunda;

2) oda sıcaklığına yakın sıcaklıklar için. Daha yüksek sıcaklıklarda 3–3,5 faktörü azalır ve birlik eğilimi gösterir. Sıcaklıktaki bir artış moleküllerin desorpsiyonunu teşvik eder ve dolayısıyla yüzey aktiviteleri azalır (homologların yüzey aktiviteleri arasındaki fark düzelir);

3) yalnızca sulu çözeltiler için. Yüzey aktif madde

Amerikalı fiziksel kimyager Langmuir, Traube kuralının yalnızca yüzeyde adsorbe edilmiş moleküllerin serbest bir şekilde düzenlenmesiyle çözeltideki düşük yüzey aktif madde konsantrasyonları için geçerli olduğunu buldu (Şekil 18.6).

Pirinç. 18.6 Adsorplanan moleküllerin arayüzdeki konumu:

a – düşük konsantrasyonlarda; b – ortalama konsantrasyonlarda;

c – mümkün olan maksimum adsorpsiyonla doymuş katmanda

DUCLOS-TRAUBE KURALI

Gibbs denkleminden, bir maddenin adsorpsiyon sırasındaki davranışının özelliğinin türevin değeri olduğu, ancak değerinin konsantrasyondaki bir değişiklikle değiştiği sonucu çıkar (bkz. Şekil 3.2). Bu değere karakteristik sabit biçimini vermek için sınırlayıcı değerini (c 0'da) alın. Bu miktar P. A. Rebinder (1924) tarafından yüzey aktivitesi g olarak adlandırılmıştır:

[g] = J – m3 / m2 -mol = J – m/mol veya Nm2/mol.

Adsorplanan maddenin konsantrasyonu arttıkça yüzey gerilimi ne kadar azalırsa, bu maddenin yüzey aktivitesi o kadar büyük olur ve Gibbs adsorpsiyonu da o kadar büyük olur.

Yüzey aktivitesi grafiksel olarak =f(c) eğrisine ordinat ekseniyle kesiştiği noktada çizilen teğet açının teğetinin negatif değeri olarak tanımlanabilir.

Dolayısıyla yüzey aktif maddeler için: g > 0; 0. PIV için: g 0, Г i

Bu aynı zamanda molekülü polar olmayan bir hidrokarbon çerçevesiyle birlikte birçok polar gruba sahip olan ve dolayısıyla molekülün polar ve polar olmayan kısımları arasında bir dengeye sahip olan sükrozun etkisizliğini de açıklar.

2. Homolog seride, yüzey aktivitesindeki (g) değişimde açık modeller vardır: hidrokarbon radikalinin uzunluğu arttıkça artar.