С. Ш.Құмарғалиева коллоидтық химия

Газ тәрізді қабыршықтардың ерекшеліктері

жүктеу 5,89 Mb.

бет	42/105
Дата	25.10.2023
өлшемі	5,89 Mb.
	#44020

1 ... 38 39 40 41 42 43 44 45 ... 105

treatise128700

9.3. Газ тәрізді қабыршықтардың ерекшеліктері

Ерімейтін қабыршықтың екі өлшемді газ тәрізді күйі БАЗ-дардың сұйытылған ерітінділерінің беттік қабат күйіне ұқсас келеді. Ленгмюр таразысы әдісімен алынған эксперименттік мәліметтер бойынша, π-дің аз мәндерінде беттік қабат күй теңдеуін (8.40-теңдеуі) ерімейтін қабыршықтарға қатысты қолдануға болады:

; (9.1)

мұндағы k – Больцман константасы, егер А нм-де берілсе, бөлме температурасында (Т = 300 К)

(9.2)

(9.1)- және (9.2)-теңдеулерді идеалды газ тәрізді қабыршықтарға қатыстыруға болады. Егер тәжірибе мәліметтерін πА–π координаталарында бейнелесек (14-сурет), реалды қабыршықтар үшін идеалды күйден ауытқу байқалады (І қисық). πА=20 шамасына жақын өтетін ІІ қисық қабыршықтағы молекулалардың жұптық ассоциациясын көрсетеді. І қисық πА=40 шамасына жақын, бірақ π-дің аз мөлшерінде төменірек, ал үлкен π шамасында жоғары өтеді. Мұндай ауытқуды түсіндіру үшін молекулааралық әрекеттесулер мен жеке молекуланың ауданын ескеру қажет. Реалды қабыршықтардың қисықтары әйгілі Ван-дер-Ваальс теңдеуіне сәйкес теңдеумен сипатталады:

, (9.3)

мұндағы а – молекулааралық әрекеттесуді сипаттайтын Ван-дер-Ваальс константасы; b – молекуланың тиімді қима ауданы (b ≈ A₀).

Аз π үшін А>>b, а/А² болғандықтан және (9.3)-теңдеуден πА. Яғни π-дің аз шамасында πА қисығы идеалды газ сызығынан төмен өту керек.
π-дің үлкен және А-ның аз шамаларында (9.3)-теңдеуден π(А–b)шарты шығады. Мұндай жағдайда эксперименттік нәтижелер Фольмер теңдеуімен жақсы сипатталады:

. (9.4)

Мұндағы β ≤ 1 – физикалық мәні екі өлшемді активтілік коэффициентіне сәйкес константа. Ол молекулааралық әрекеттесулерді сипаттайды және мұндай әрекеттесулердің күшеюімен 1-ден азаяды.

(9.4)-теңдеу қисықтың екінші сызықтық бөлігіне сәйкес келеді және b мен β константаларын анықтауға мүмкіндік туғызады. Осы теңдеу арқылы полимерлер мен белоктардың молекулалық массаларын есептеуге болады. Онда (9.4)-теңдеуді қабыршықтың жалпы ауданы мен моль саны арқылы жазады:

(9.4a)

Белоктар үшін β ≈ 1, бұл жағдайда

(9.4ә)

мұндағы G – белоктың салмағы. 15-сурет бойынша молекулалық массаны табады.

Газ тәрізді қабыршықтың тегіс қабыршыққа ауысу жағдайын қарастырайық. Тізбектің ұзаруымен көршілес когезия күшейеді, яғни кинетикалық энергиясы E > W_c болатын газ тәрізді қабыршықтағы молекулалардың саны азаяды. Сондықтан екі өлшемді қаныққан будың беттік қысымы тізбектің ұзаруымен кемиді. Бір негізді қаныққан майлы қышқылдардың сығылу қисықтарында (16-сурет) идеал газдың қисығы үзілмелі сызық (πA ≈ 40), ал реал қисықтар тегіс сызықтармен келтірілген. Лаурин қышқылының қисығы (1) идеалды қисыққа жақын жатыр және π-дің артуымен алшақтап, конденсацияланған қабыршықтың вертикалды түзуіне айналады. Үш өлшемді моделмен салыстырсақ, мұндай қабыршықты критикалық температурадан жоғарғы екі өлшемді газ (сұйыққа айналмайтын) ретінде қарастыруға болады. Мұндай қабыршықтарды газ тәрізді-созылмалы деп атайды.

жүктеу 5,89 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 38 39 40 41 42 43 44 45 ... 105