Саланың көптүрлілігі

Беттік құбылыстардың
физика-химиясы.
Хроматография

БЕТТІК ЭНЕРГИЯ.
БЕТТІК КЕРІЛУ

S
G
s
 








м
Н
м
мН
м
Дж
22 Беттік керілу дегеніміз ауданның беттік
бірлігіне қатысты беттік энергия

Беттік керілу –сұйықтықтардың
маңызды сипаттамасы; ол тәуелді
түрде өзгереді

Температураға (температура артуымен
беттік керілу төмендейді)
орта полярлығына
еріген заттың табиғаты мен
концентрациясына (БАЗ, БИЗ, БАЕЗ)

Беттік активтілік – (g) – бұл еріген
заттардың еріткіштің беттік керілуін
өзгерте алатын қабілетін сипаттайтын
шама (Дж∙м/моль, Н
.
м
2
/моль) C
g





Дифильді молекулалар – бұл полярсыз
гидрофобты көмірсутекті бөлік пен
полярлы гидрофильді топтан тұратын
молекулалар.

Беттік-активті заттар (БАЗ) - бұл
ерігенде еріткіштің беттік керілу
шамасын азайтатын заттар (мысалы,
спирттер, алифатты қышқылдар,
күрделі эфирлер, ақуыздар және т.б.)


ер-ді < 
o;
Δ < 0;
g > 0;
Г  0.

БАЗ молекулалары дифильді және
ассиметриялы
олар полярсыз гидрофобты радикал
мен полярлы гидрофильді топтан
тұрады

БАЗ ҚҰРЫЛЫСЫ
А – гептан қышқылының құрылысы
Б – гептан спиртінің құрылысы;
В – Жалпы БАЗ моделі

БИОЛОГИЯЛЫҚ МЕМБРАНАНЫҢ ҚҰРЫЛЫМДЫҚ
МОДЕЛІ:
1 – липидті биқабат; 2 – поверхностные белки;
3 – интегральді акуыз; 4 – ион каналы

Беттік-инактивті заттар (БАЕЗ) - бұл
ерігенде фазалардың бөліну бетінде еріткіштің
беттік керілу шамасын кішігірім
жоғарылататын заттар (мысалы,
бейорганикалық қышқылдар, негіздер, тұздар,
глицерин, - амин қышқылдары және т.б.)



ер-ді > 
o;
Δ > 0;
g < 0;
Г  0.

Беттік-активті емес заттар (БАЕЗ) - бұл
ерігенде фазалардың бөліну бетінде еріткіштің
беттік керілу шамасын өзгерпейтін заттар
(мысалы, қант, глюкоза және т.б.)



ер-ді = 
o;
Δ = 0;
g  0;
Г=0.

Заттар Қосылыс класы
Беттік активті
заттар(БАЗ)
Спирттер; карбон
қышқылы, күрделі
эфирлер, аминдар
Беттік инактивті
заттар
(БИЗ)
Бейорганикалық қышқылдар,
тұздар, аминосірке қышқылы
(глицин)
Беттік активті
емес заттар
(БАЕЗ)

Сахароза

ЕРІТІНДІНІҢ КОНЦЕНТРАЦИЯДАН БЕТТІК
КЕРІЛУДІҢ ТӘУЕЛДІЛІГІ
1 – белсенді-беттік;
2 – инактивті- беттік;
3 – беттік керілудің көлеміне әсер етпейтін заттар.
Беттік керілу изотермасы

Дюкло-Траубе ережесі
Қандай-да бір гомологтық қатар үшін көмірсутек
тізбегін бір метилен -СН
2- тобына ұзартқан
сайын заттардың беттік активтілігі орташа 3-
3,5 есе артады (бөлме температурасында
сұйытылған ерітінділер үшін).

С
n
С
n+1
С
n+2
C
БАЗ
σ
Гомологтік қатардың беттік
керілу изотермасы

Абсорбция - бұл
заттың сорбенттің
бүкіл көлемінде
өздігінен
диффузиясымен
сабақтасып жүретін
сорбция процесі.
Адсорбция - бұл еріген
зат
концентрациясының
фазалардың бөліну
бетінде өздігінен өзгере
жүретін сорбция
процесі.

Фазааралық беттік қабаттардың сипаты
бойынша бөліну беттері аралығында
жүретін адсорбция бөлінеді:
А) сұйық / газ аралығындағы адсорбция
Б) сұйықтық/сұйықтық аралығындағы
адсорбция,
В) қатты дене/сұйықтық аралығындағы
адсорбция
Г) қатты дене / газ аралығындағы
адсорбция

Жылжымалы бөліну беттері
аралығындағы адсорбция
(сұйықтық –газ; сұйықтық-сұйықтық)

БАЗ адсорбциясының
ерітіндідегі концентрациясына
тәуелділігі Гиббс теңдеуімен
сипатталады

ГИББС ТЕҢДЕУІ RT
C
C
Г 




Г – адсорбция, моль/м
2
;
С – еріген заттың тепе-теңдік концентрациясы,
моль/дм
3
;
R – газ тұрақтысы,
8,314 Дж/моль∙К;
Т – температура, К;
 - беттік керілудің өзгерісі, 
2-
1, Дж/м
2

C – концентрация өзгерісі, С
2 – С
1, моль/дм
3
.

RT
C
C
Г 



 0,0 


Г
C
 0,0


Г
C
 2.
1.

Жылжымайтын бөліну беттері
аралығындағы адсорбция
(қатты дене–газ; қатты дене-сұйықтық)
Бұл кездегі адсорбция адсорбент пен
адсорбат арасындағы әсер ететін
күштің табиғатына байланысты
физикалық және химиялық адсорбция
болып бөлінеді.

Физикалық адсорбция
негізінен ван-дер-ваальс күштерінен
туындайды;
адсорбция бірінші кезекте шамасы
максимальды локальды болатын Гиббстің
бос энергиясы бар адсорбциялық
орталықтарда жүреді;
қайтымды;
спецификалық емес;
температураны артқан сайын әлсірейді;
жылу бөле жүреді (Н0).

Химиялық адсорбция (хемосорбция) адсорбент
пен адсорбтив арасында химиялық
әрекеттесуден туындайды;
химиялық қосылыс жеке фазаны
түзбейді және оны таза күйінде алуға
болмайды;
көбінесе қайтымсыз болады;
таңдамалылығы (спецификалық);
температураны артқан сайын күшейе
түседі;
жылу сіңіре жүреді (Н0).

ЛЭНГМЮРДЫҢ АДСОРБЦИЯ ТЕҢДЕУІ КР
Р
ГГ
СК
C
ГГ





;
Г – адсорбция, моль/м
2
;
Г
∞ – адсорбция шегі, моль/м
2
;
С – заттың тепе- теңдік концентрация,
моль/дм
3
;
Р – заттың тепе-теңдік қысымы, КПа
К – адсорбцияның тепе-теңдік тұрақтысы

КР
Р
ГГ
СК
C
ГГ





; К
С
ГГCК 

, 
 ГГKC ,  ГГKC
2
1
, Ленгмюр теңдеуіне талдау

Лэнгмюр теңдеуіне сипаттама:
қозғалмалы және қозғалмайтын
фазалар аралықтарында
қолданылады;
адсорбтивтің концентарциясының
үлкен және кіші мәндерінде
қолданылымды