С. Жайлауов физикалық химия
Беттік активті заттардың (БАЗ)
жүктеу/скачать 2.46 Mb.
|
| Беттік активті заттардың (БАЗ) беттік керілуі еріткіштікінен аз болуы керек. Олардың ерігіштік қабілеті нашар болады және де жеке молекулалық өте жұқа адсорбциялық қабат пайда бола-тындықтан, ол адсорбент бетінін. қасиеттерін күрт өзгертеді. Сон-
175 дай-ақ, БАЗ-дар өздерінің физикалық және химиялық қасиеттері-не орай үш топқа бөлінеді: молекулалық; анион активті; катион активті. Молекулалық БАЗ-ды ионогенсіз, ал қалған екеуін ионо-генді дейді. Спирт молекулалары, органикалық карбон қышқылдары, күр-делі белокты косылыстар мен басқа да заттар молекулалық немесе ионогенсіз БАЗ тобына жатады. Ионогенді анион активті БАЗ суда ерігенде иондарға диссоциацияланады және ондағы беттік актив-тілікті тек анион ғана көрсетеді. Оларға мысал ретінде сабын, сульфоқышқылдар және олардың тұздарын, басқа да қосылыстар-ды келтіруге болады. Ионогенді катион активті БАЗ суда еріген кезде иондарға ыдырайды, бірак бұл ерітінділерде беттік активті-лік тек катиондарда ғана болады. Оларға құрамында азоты бар органикалық негіздер мен олардың тұздары жатады. Барлық БАЗ ортақ сипаттардың бірі — олардың молекулала-рыньщ полюсті және полюссіз екі бөлшектен тұратыны. Полюсті топқа ОН, СООН, МН2 сияқты гидрофильді, ал полюссізге көмір-сутекті немесе ароматты радикалдар жатады. Полюсті бөлшектер-де едәуір мәндегі дипольдік момент болады және олар жақсы гид-раттанады, яғни әлсіз болса да сумен әрекеттеседі. Әлбетте полюс-ті топ БАЗ-дың суға жақындыгын анықтайды. Полюсті топтағыдан, полюссіз бөлшекке енетін көмірсутекті радикалдар гидрофобты, яғни ол сумен әрекеттесе де, араласа да бермейтіндік-тен, судағы БАЗ ерігіштігін төмендетеді. Шартты түрде БАЗ молекуласының полюсті немесе гидрофиль-ді бөлігін дөңгелекшемен, ал оның полюссіз немесе гидрофобты бөлігін таяқшамен белгілейді (41-сурет). Енді осындай молекула-ны суда ерітсе, онда БАЗ молекуласы сумен әрекеттескенде оның полюсті бөлігі су ішіне ұмтыла орналасса, ал оның полюссіз неме-се бөлігі өзін судың сыртында болады. Мұндайда судың беткі ка-батын шексіз үлкейді деп көз алдымызға елестетсек, полюсті бөлі-гі судың бетінде тік орналасады. Олай болса, судың полюссіз бөл-шекті сыртқа итеру күшінің әсерінен су беті осы гидрофобты топпен қанығады. Осы бағытта жүргізілген көптеген тәжірибелер көрсетіп отырғандай, БАЗ ради-кал құрамьша енетін көмірсутек-\ / — : ______ ті тізбектің ұзындығы арткан са-йын, оның судағы ерігіштігі на-шарлай түсіп, оның басым көпшілігі сұйық бетіне орналаса-ды' Мұның салдарынан олардың и адсорбциялау қабілеті артады. "I Ендеше гидрофобты топтың сұ-/ / ) } — I — 1 — { — / 1 ' йық бетіне молырақ жиналғанды-ООООО ООООО ғынан да оның беттік керілуі е\ азаяды. ' Сондықтан да заттардың бет-41-сурет тік активтілігі және соған орай 176 —^ / / ^ -^ О О О О Оадсорбциялау қабілеті полюсті топтын, табигатына, молекула кұры-лысы мен көмірсутекті тізбектің ұзындығына тәуелді болады екен. Бұл пікірді дәйекті дәлелдеу мақсатымен жүргізілген зерттеулерге карағанда, қосылыс кұрамына енетін көмірсутекті тізбек ұзынды-ғы артқан сайын (мысалы, органикалық карбон қышқылдарын алса), олардың судағы ерігіштігі нашарлай береді. Қаныққан карбон қышқылдарының судағы ерітінділерін зерт-тегенде, қышқыл құрамындағы көмірсутекті тізбек әрбір — СН2— тобына көбейген сайын, олардың адсорбциялау қабілеті шамамен 2—3 есе артады екен. Бұл Траубе-Дюкло ережесі деп аталады: карбон қышқылындағы тізбек ұзындыгы арифметикалық прогрес-сиямен өссе, ал олардық беттік активтілігі геометриялық прогрес-сиямен артады. Траубе-Дюкло ережесі тек аса сұйық, төменгі концентрацияда-ғы ерітінділер үшін ғана қолданылады. Мысалы БАЗ концентра-циясы аз болғанда, олардың гидрофобты (радикалды) бөлігі ері-тінді бетіне орналасады (43, а, б-сурет). Ал егер оның концентра-циясын жайлап жоғарылатса, онда адсорбцияланған молекулалар ерітінді бетін толтырып, қаныққан қабат құрайды (43, в-сурет). Бұл суреттен суда еріген БАЗ молекулаларының қалындығы бір молекула өлшеміне теңелетіндей, яғни жеке молекуладан (моно-молекуладан) тұратьш адсорбцияланған зат көрінеді. Осы тұста Траубе-Дюкло ережесінід қалыпты температура үшін қолданыла-тынын айта кету қажет. Өйткені адсорбция кезінде температура жоғары болса, онда десорбция құбылысы басымырақ болып, ад-сорбция нашарлайды, мұньщ нэтижесінде беттік активтілік төмен-дейді. жүктеу/скачать 2.46 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|