Химиялық термодинамиканың негізі § термодинамиканың бірінші заңы термодинамикалық түсініктер мен анықтамалар
жүктеу/скачать 0,9 Mb.
|
Микро сож соож
- Бұл бет үшін навигация:
- Г=(- C/RT)
| Беттік активсіз заттардың ерекшелігі мен сипаты: еріткішпен салыстырғанда, беттік керілуі артық және жақсы ериді. Оларға барлық бейорганикалық электролиттер жатады: кышқылдар, негіздер, тұздар, құмырысқа қышқылы (НСООН), аминсірке қышқылы (Н2NСН2СООН) сияқты кейбір органикалық қосылыстар. Ендеше беттік активсіз заттар суда ерігенде, судың беттік керілуін жоғарылатады, өйткені олар өзінің полюсті бөлігімен судың ішкі жағына ортасына ұмтылады да ерітінді бетіндегі концентрация төмендейді.
Сондай-ақ еріген кезде еріткіштің беттік керілуіне ешбір әсер етпейтін заттар да бар екенін айта кеткен жөн. Мұндай қосылыстардың қатарына қантты және қант тектес заттарды жатқызуға болады. Олардың сипатын жан-жақты зерттеу нәтижесінде осы заттардың молекулалары беткі қабат пен бүкіл көлем аралығында бір қалыпты таралатыны анықталды, мысалы қант молекуласы судың бүкіл көлемінде бірдей концентрациямен таралады екен. Беттік керілу (σ), еріген заттың концентрациясы (С) және осы еріген заттың ерітіндінің беткі қабатындағы артық қоры (Г) арасындағы тәуелділікті өрнектейтін математикалық теңдеуді 1876 жылы америка ғалымы Дж. Гиббс тапқан: Г=(- C/RT).(dσ/dC) (22) мұндағы — ерітіндідегі беттік керілудің концентрацияға тәуелді өзгеруі, R— универсал газ тұрақтысы, С — еріген заттың молярлі концентрациясы; Т — термодинамикалық немесе абсолюттік температура. Теңдеудегі >0 болса, онда адсорбция оң болады, өйткені мұндай адсорбция кезінде беттік керілу азаяды. Еріген заттың концентрациясы артқан сайын, беттік керілу азаяды. Гиббс теңдеуінен байқалатындай, беттік активсіз заттарды еріткендегі концентрация өскен сайын, ерітіндінің беттік керілуі де артады, яғни мұндай жағдайдағы адсорбция теріс мәнде болады, өйткені беткі қабаттағы концентрация көлемдегіден аз. Олай болса <0=> Г< 0. Ал = 0 болса, адсорбция жүрмейді (Г = 0). Б. И. Шишковский органикалық қаныққан карбон қышқылдарының судағы ерітінділерін жан-жақты зерттей келіп, беттік керілудің концентрацияға тәуелділігін математикалық тұрғыдан шешетін, тәжірибе кезінде табылған теңдеуді ұсынды: (23) мұндағы — ерітінді мен еріткіштің беттік керілулерінің айырмасы; А және В — тәжірибе кезінде табылатын тұрақтылар; А — әрбір гомологиялық қатарға өзгергенде, Траубе-Дюкло ережесіне орай өзгеретін шама. Демек, гомологиялық қатар бір буынға ( —СН2 —) артқанда, ол орташа есеп бойынша 3,2-ге тең, карбон қышқылдары үшін тәжірибе кезінде табылған тұрақты өлшем, С — концентрация. Шишковский теңдеуін теорияға, тәжірибеге қайшы келмейтін жолмен де табуға болады екен. Ол үшін Ленгмюр (21) және Гиббс (22) теңдеулерін біріктіру қажет: Ленгмюрдің адсорбцияны сипаттайтын изотермасындағы Г мәнін Гиббс теңдеуіне қояды. және мұндағы соңғы өрнекті концентрация 0-ден С-ға дейінгі аралықта, яғни концентрацияның нөлге тең кезінен бастап, берілген концентрацияға дейінгіде интегралдаса: (24) Енді бұл теңдеуді Шишковский теңдеуімен салыстырса , онда Шишковский теңдеуіндегі В — константаның мәні туралы қорытындылай келіп, екенін жазуға болады. Мұндағы NА — Авогадро саны; S0 —қаныққан қабаттағы бір молекула үлесіне тиетін аудан, В константасы Шишковский теңдеуіндегі шекті адсорбция мәнімен анықталады екен және оған осы кезде қаныққан адсорбциялық қабат немесе осы қаныққан адсорбциялық қабаттағы бір молекула үлесіне тиесілі аудан сәй-кес болады. Ал, Шишковский теңдеуіндегі А константасының мәні Ленгмюр теңдеуіндегі В констасымен мәндес. БАЗ халық шаруашылығында кеңінен қолданылады. Олардың болмашы ғана мөлшерін басқа заттарға қосқанда, онымен жанасатын зат табиғаты өзгеріп, оның көптеген қасиеті, беттік сипаты өзгереді. Олай болса БАЗ пайдаланып, дисперстік системаның пайда болатын жағдайын ғана өзгертіп қоймастан, олардың тұрақтылығын да реттеуге болады. БАЗ қосқанда көптеген заттарды ұнтақтау процесі жақсарып, сұйықты ұсақтап шашу жұмыстарын әрі жеңілдетеді, әрі өзі де ұсақтайды. Сол сияқты, кейбір жағдайларда БАЗ қосымша қосу арқылы қатты денелер үйкелісті қозғалыста болғанда, ондағы кедергіні азайтып, ұсақ бөлшектердің бір-біріне жабысқақтығын төмендетеді. Қірленген бұйымдарды тазарту үшін БАЗ қатарына жататын сабын, түрлі жуғыш ұнтақтар қолданылады. Мұнда да әуелі беттік әсер арқылы БАЗ көбіктері керексіз кірді қоршап, оны кездемеден ажыратады. Синтетикалық материалдарды өндіргенде күйе, каолин сияқты активті толтырғыштар деп аталатын заттарды пайдаланады. Бұлар алынатын жаңа затқа үйкеліске төзімділік, беріктілік, қыздыру әсеріне қаттылық қасиеттер береді. Мұндайда түрлі толтырғыш ретінде қосылған БАЗ өзінің де, қосылған ортаның да бір сыпыра қасиетін жақсартумен қатар, олардың жалпы активтілігін де арттырады. жүктеу/скачать 0,9 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|