С. Ш.Құмарғалиева коллоидтық химия

Гидрофобтық әрекеттесулер

жүктеу 5,89 Mb.

бет	58/105
Дата	25.10.2023
өлшемі	5,89 Mb.
	#44020

1 ... 54 55 56 57 58 59 60 61 ... 105

treatise128700

11.8. Гидрофобтық әрекеттесулер

БАЗ-дардың ерітінді бетіндегі адсорбциясы мен мицелла түзілуін өздігінен жүретін реттелу үрдісі деп қарастыруға болады. БАЗ-дардың адсорбциялық қабаттары да, мицеллалар да реттілігі жоғары құрылымдарға жатады. Әрине, мұндай наноөлшемді реттілігі жоғары құрылымдар неліктен өздігінен түзіледі деген сұрақ туады.

Бұл сұраққа осы процестің термодинамикалық аспектін қарастыру арқылы жауап беруге болады. Беттік құбылыстар мен мицелла түзілудің термодинамикасынан шығатын маңызды қорытынды – адсорбциялық қабаттар мен мицеллалар ашық жүйелерге жатады, себебі олар үнемі қоршаған ортамен – БАЗ ерітіндісімен – затпен және энергиямен алмасады. Мұндай жүйелердегі энтропияның жалпы өзгерісі

dS = dS_i + dS_l

құрайды. Мұндағы dS_i- мицелладағы не адсорбциялық қабаттағы энтропияның өзгеруі; dS_l - объектінің қоршаған ортамен әрекеттесуіндегі энтропияның өзгеруі.

Термодинамиканың екінші заңы бойынша кез келген өздігінен жүретін үрдістің энтропиясы артады: dS > 0. Егер dS_l > 0 және |dS_l| > |dS_i| болса, бұл шарт жүйенің энтропиясының азаюымен де (dS_i < 0) орындалуы мүмкін,.
Яғни реттелген адсорбциялық қабаттар мен мицеллалардың түзілу табиғаты энтропиялық болады. Осы қорытындыны мицелла түзілудің критикалық концентрациясының температураға тәуелділігі дәлелдейді.
Молекулалық деңгейде қарастыратын болсақ, БАЗ молекулалары ерітіндінің ішкі көлемінен мицеллаға, не беттік қабатқа шығып, еріткіштің энтропиясын өсіреді.
Сулы ерітінділер үшін энтропияның өсуі: БАЗ молекуласының гидрофобты бөлігінің айналасында реттеліп күйде орналасқан су молекулаларының босап, соның нәтижесінде олардың энтропиясының өсуімен түсіндіріледі.
Гидрофобтық әрекеттесулер дегеніміз полярсыз молекулаларды (не БАЗ-дың гидрофобты бөліктерін) судан ығыстырып шығаратын әрекеттесулер. Мұндай әрекеттесулер судың ерекше (мұз тәрізді) құрылымына байланысты.
Гидрофобтық әрекеттесулердің БАЗ-дардың адсорбциясы мен мицелла түзуімен қатар құрамында гидрофобты топтары бар полимерлердің судағы ерітінділерінде де маңызы үлкен.
Коллоидтық химияда көптеген жағдайда гидрофобтық әрекеттесулерді реттеу керек. Ол үшін үш тәсілді қолданады:

Су микроқұрылымын өзгерту арқылы. Температураның артуымен гидрофобтық әрекеттесулер күшейіп, температураның азаюымен әлсірейді. Су құрылымына электролиттер әсер етеді. Судың молекулаларының арасындағы сутекті байланыстарды көбейту қабілеті бойынша катиондар келесі қатарларға орналастырылады:

H⁺ > Li⁺ > Na⁺
Be²⁺ > Cd²⁺ > Zn²⁺ > Mg²⁺ > Ca²⁺
Al³⁺ > Cr³⁺

Ал сутекті байланыстарды бұзу қабілеті бойынша иондар келесі қатарларға орналасады:

Сs⁺ > Rb⁺ > K⁺
ClO₄^- > I^- > Br^- > NO₃^- > Cl^-

Суды басқа еріткіштермен (бейэлектролиттермен) алмастыру. Мысалы, суға спирт қосқанда, оның концентрациясы артқан сайын гидрофобтық әрекеттесулер әлсіреп, мүлде жойылуы мұмкін.
Суға беттік-активті заттарды енгізу. БАЗ-дың гидрофобтық бөлшектердегі адсорбция нәтижесінде бөлшектің беті гидрофильденіп, гидрофобтық әрекеттесулер әлсірейді. Керісінше, БАЗ-дардың гидрофильді беттердегі адсорбциясы гидрофобтық әрекеттесулерді күшейтеді.

жүктеу 5,89 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 54 55 56 57 58 59 60 61 ... 105