이 규칙은 동종계 계면활성제 용액에서 적용되며 다음과 같이 공식화됩니다.
하나의 CH 그룹만큼 탄화수소 라디칼의 길이가 증가함에 따라 2 , 표면 활성은 상동 계열에서 3~3.5배 증가합니다.
이 규칙을 그래픽으로 설명해 보겠습니다.
그림 2.21. 동일한 동종 계열의 계면활성제 용액의 표면 장력(a) 및 흡착(b) 등온선(1,2,3 - -CH 그룹 수) 2 - 탄화수소 라디칼에서)
값이 있으니 참고해주세요 G ∞ 하나의 상동 시리즈가 남아 있습니다. 영구적인. 이는 이 경우 단층의 용량이 이 층에서 계면활성제 분자가 차지하는 면적에만 의존한다는 사실로 설명됩니다. 일련의 카르복실산 및 알코올에서 이 영역은 극성 그룹의 크기에 의해 결정되며, 이는 전체 계면활성제 계열에 대해 동일합니다.
이 규칙은 진정한 가용성 계면활성제에 대해 준수됩니다. 왜냐하면 표면 활성은 무한히 희석된 시스템에 대해 결정되므로 탄화수소 라디칼의 길이에 대한 의존성을 쉽게 설명할 수 있습니다. 라디칼이 길수록 계면활성제 분자는 수용액 밖으로 더 강하게 밀려납니다. 물에 라디칼을 결합하면 ΔG가 증가하고 분자가 표면으로 올라오는 과정은 에너지적으로 매우 유리합니다.
시시코프스키 방정식 ( * )
계면에서 계면활성제 분자를 흡착하는 경우, 균질한 표면에서 제안된 두 흡착 방정식을 모두 사용할 수 있습니다. 서로 비교해 보겠습니다.
=
(2.56)
변수를 분리하고 다음 방정식을 통합해 보겠습니다.
,
(2.57)
, (2.58)
계면활성제 용액에서는 높은 표면 활성으로 인해 절대 흡착 값이 에이과잉흡착과 거의 동일 G, 따라서 파생된 방정식은 다음 형식으로 작성할 수도 있습니다. (2.59)
결과 방정식은 다음과 같습니다. Shishkovsky 방정식. 처음에 그는 계면활성제 농도에 대한 표면 장력의 의존성을 경험적으로 설명하기 위해 다음과 같이 유도했습니다.
식 (2.60)에는 계수 B와 A가 포함되며, 그 물리적 의미는 위에서 도출된 식 (2.59)에서 확인할 수 있습니다.
표면 장력과 흡착 사이의 관계는 다음 방정식에서 볼 수 있습니다. 프럼키나 (*) :
, (2.61)
동일한 흡착으로 모든 동족체는 동일한 양 Δσ만큼 표면 장력을 감소시킵니다.
동종계 계면활성제의 표면 활성 차이는 흡착 특성이 다르기 때문입니다. 긴 사슬 계면활성제보다 상당히 높은 C에서 짧은 사슬 계면활성제에 대해 동일한 G 값이 달성됩니다. 그러나 동족체의 농도가 흡착량과 같으면 σ가 감소합니다. 같은 금액으로.
계면활성제 분자의 기하학적 크기에 대한 실험적 결정
단층 커패시턴스의 값을 알면 다음을 계산할 수 있음을 보여 드리겠습니다. 에스 영형- 극지방이 차지하는 면적과 δ - 계면활성제 분자의 탄화수소 라디칼의 길이. 계산된 데이터는 독립적으로 결정된 다른 방법과 비교할 수 있습니다.
,
극지방이 차지하는 면적 
(2.62)
한 분자가 차지하는 부피 다섯 1 = δ 에스 영형 (2.63)
단층의 몰 질량은 다음 공식에 의해 결정될 수 있습니다.
M=ρδ에스 영형 N 에이 , (2.64)
여기서 ρ는 계면활성제 밀도이고, Na는 아보가드로 수(*)입니다. 그리고 그 이후로
따라서, 탄화수소 라디칼의 길이는 다음 방정식에 기초하여 결정될 수 있습니다.
. (2.65)
결과 방정식에 대한 수많은 실험적 확인을 통해 주어진 방정식에서 계산된 δ 값과 다른 방법으로 측정된 값이 잘 일치하는 것으로 나타났습니다.
읽다:
|
이미 언급한 바와 같이, 용액-기체 계면에서 흡착할 수 있는 계면활성제(계면활성제) 분자는 양친매성이어야 합니다. 즉, 극성 부분과 비극성 부분을 가지고 있어야 합니다.
계면활성제 분자의 극성 부분은 충분히 큰 쌍극자 모멘트를 갖는 그룹일 수 있습니다: -COOH, -OH, -NH2, -SH, -CN, -NO2 -СNS,
CHO,-SO3N.
계면활성제 분자의 비극성 부분은 일반적으로 지방족 또는 방향족 라디칼입니다. 탄화수소 라디칼의 길이는 분자의 표면 활성에 큰 영향을 미칩니다.
Duclos와 Traube는 동족 포화지방산 수용액의 표면 장력을 연구하면서 용액-공기 경계면에서 이들 물질의 표면 활성이 더 크고 탄화수소 라디칼이 더 길다는 것을 발견했습니다. 또한, 탄화수소 라디칼이 하나의 -CH 2 - 그룹으로 확장되면 표면 활성이 3~3.5배(평균 3.2배) 증가합니다. 이 직위는 다음과 같이 알려지게 되었습니다. Duclos-Traube 규칙 .
또 다른 표현다음과 같이 요약됩니다. 산술 수열에서 지방산 사슬이 증가하면 표면 활동이 기하 수열에서 증가합니다.
처음에는 Duclos에 의해, 그 다음에는 Traube에 의해 확립된 이러한 의존성의 이유(물리적 의미)는 무엇입니까? 사슬 길이가 증가함에 따라 지방산의 용해도가 감소하고 그에 따라 분자가 벌크에서 표면층으로 이동하는 경향이 증가한다는 사실에 있습니다. 예를 들어, 부티르산은 모든 면에서 물과 섞이고, 발레르산은 4%의 용액만을 제공하며, 더 높은 분자량을 가진 다른 모든 지방산은 훨씬 더 적은 정도로 물에 용해됩니다.
나중에 확립된 Duclos-Traube 규칙은 지방산뿐만 아니라 동족 계열을 형성하는 다른 계면활성제, 알코올, 아민 등에 대해서도 관찰됩니다. 이론적(열역학적) 정당성은 Langmuir에 의해 제시되었습니다.
계면활성제가 물에 도입되면 실질적으로 수화되지 않는 탄화수소 사슬이 물 분자를 밀어내 구조에 통합됩니다. 이를 달성하려면 물 분자 사이의 상호 작용이 물 분자와 계면활성제 분자 사이의 상호 작용보다 훨씬 크기 때문에 분자력에 대한 작업이 필요합니다. 반대 과정(탄화수소 사슬이 비극성 기체상으로 배향되면서 계면활성제 분자가 계면 표면으로 방출됨)은 시스템의 깁스 에너지가 감소하고 흡착 작업이 "이득"되면서 자발적으로 발생합니다. 탄화수소 라디칼이 길수록 분리되는 물 분자의 수가 많아지고 계면활성제 분자가 표면에 도달하는 경향이 커집니다. 흡착 및 흡착 작업이 더 커집니다. 사슬이 하나의 연결(CH2)만큼 길어질 때 흡착하는 일은 같은 양만큼 증가하며, 이는 흡착 평형 상수(흡착 계수 K)가 같은 횟수(20°C에서 3.2배) 증가하게 됩니다. ) . 이는 결과적으로 표면 활성을 ~3.2배 증가시킵니다.
이 공식을 사용하면 Duclos-Traube 규칙이 수용액과 실온에 가까운 온도에 대해서만 관찰된다는 점에 유의해야 합니다.
비극성 용매에 동일한 계면활성제 용액의 경우 Duclos-Traube 규칙은 반대입니다. 탄화수소 라디칼의 길이가 증가하면 계면활성제의 용해도가 증가하고 표면층에서 용액으로 이동하는 경향이 있습니다.
더 높은 온도에서는 평균 계수 3.2가 감소하여 한계가 일치하는 경향이 있습니다. 온도가 증가하면 분자 탈착으로 인한 표면 활성이 감소하고 동종 계열 구성원의 표면 활성 차이가 평활화됩니다.
분자 구성에서. 이 규칙에 따르면 탄화수소 라디칼의 길이가 CH 2 그룹 하나만큼 증가하면 물질의 표면 활성이 평균 3.2배 증가합니다.
표면 활성은 계면활성제 분자의 구조에 따라 달라집니다. 후자는 일반적으로 극성 부분(쌍극자 모멘트가 큰 그룹)과 비극성 부분(지방족 또는 방향족 라디칼)으로 구성됩니다. 동종 계열의 유기 물질 내에서 수용액의 표면 장력을 특정 수준으로 낮추는 데 필요한 농도는 탄소 라디칼이 -CH 2 기 1만큼 증가함에 따라 3-3.5 배 감소합니다.
규칙은 I. Traube에 의해 공식화되었습니다. (독일 사람)러시아인 1891년에 물에 용해된 많은 물질(카르복실산, 에테르, 알코올, 케톤) 용액에 대한 실험을 수행한 결과입니다. E. Duclos의 이전 연구는 Traube의 작업과 정신적으로 유사하지만 집중력의 명확한 의존성을 제공하지 않았으므로 외국 문헌에서는 규칙에 Traube라는 이름만 사용됩니다. . 트라우베 법칙의 열역학적 해석은 1917년 I. Langmuir에 의해 제시되었습니다.
위키미디어 재단.
2010.
다른 사전에 "Duclos Rule"이 무엇인지 확인하십시오. Duclos-Traube 규칙 - Duclos Traube의 법칙: 동일한 동종 계열 물질의 탄소 사슬 길이가 증가함에 따라 극성 용매로부터 비극성 흡착제에 대한 흡착은 탄화수소 사슬이 메틸렌 그룹 CH2 1만큼 증가함에 따라 약 3배 증가합니다. ... ...
화학 용어 - (평면압력, 2차원압력) 깨끗한 액체 표면과 흡착제로 코팅된 동일한 액체 표면의 계면(장벽)의 단위 길이당 작용하는 힘. 계면활성제 층. PD를 향해... ...
- (프랑스) 프랑스공화국(Republique Française). I. 일반 정보 F. 서유럽의 주. 북쪽으로는 프랑스 영토가 북해, 파스 드 칼레, 영국 해협 해협과 접하고, 서쪽으로는 비스케이 만에 접해 있습니다. 위대한 소련 백과사전
면제- 면역. 내용 : 역사와 현대. I의 교리의 상태. 267 I. 적응 현상으로서........ 283 I. 지역적........................... 285 I. 동물 독에.... ... ....... 289 I. 원생동물 동안. 및 스피로헤타 감염. 291 아이.케이…
- (프랑스) 서부의 주. 유럽. 영역 551,601km2. 우리를. 52,300만명 (1974년 1월 1일 현재). 인구의 90% 이상이 프랑스인이다. 수도는 파리이다. 신자의 대다수는 가톨릭 신자입니다. 1958년 헌법에 따르면 연맹에는 대도시 외에도 다음이 포함됩니다. ... ...
속. 모스크바에서 4월 3일 1745년 12월 1일 상트페테르부르크에서 사망. 1792. Fonvizin 가족의 계보 목록은 Baron이라는 제목의 Pyotr Volodimerov라는 이름으로 시작됩니다. "대주권자이신 차르와 대공 요한 바실리예비치의 왕국에 모두가... ... 대규모 전기 백과사전
- (FKP) 기본 12월에 1920년 투르 혁명의 프랑스 사회당(SFIO) 총회에서. 코민테른에 가입하기로 결정한 이번 대회의 대다수에 의해. 1921년 5월 행정회의에서 이 명칭을 채택하였다. 프랑스 공산주의자 파티. 안에 … 소련 역사백과사전
-(내가 쓴 역사 (참조)와 그리스어 그라포에서 역사에 대한 문학적 설명) 1) 역사의 역사. 과학은 인간 사회의 자기 지식의 가장 중요한 형태 중 하나입니다. 나는 전화했다 또한 특정 주제나 역사적 연구에 전념하는 단체이기도 합니다. ... 소련 역사백과사전
I 의학 의학은 건강을 강화하고 보존하며, 사람들의 생명을 연장하고, 인간의 질병을 예방하고 치료하는 것을 목표로 하는 과학적 지식과 실제 활동의 시스템입니다. 이러한 작업을 수행하기 위해 M.은 구조를 연구하고... ... 의학백과사전
효소- (동의어 효소, 프랑스 디아스타제), biol. 대부분의 화학물질을 촉매하는 물질. 세포와 유기체의 생명 활동의 기초가 되는 반응. 다양한 특징적 특성: 열가소성, 작용 특이성, 높은 촉매 효율,... ... 위대한 의학백과사전
상의 표면층 구조의 특징.
하나 이상의 분자층을 포함하는 중간상
특징:
– 순수한 물질의 부피 내부에서는 모든 분자간 상호작용력이 균형을 이루고 있습니다.
– 표면 분자에 작용하는 모든 힘의 결과는 액체 쪽으로 향합니다.
– 체질량과 표면의 관계가 체질량에 유리한 경우 표면 효과는 미미합니다.
– 물질이 분쇄된 상태이거나 얇은 층(필름) 형태일 때 표면 현상이 중요해집니다.
1 cm 3 화살표 10 -7, S = 6,000 m 2
1mm의 혈액 화살 4~5백만 개의 적혈구; 1l 화살표 > 30 mlr 셀, S = 1000 m 2
S 폐포 = 800 -1000m2; S 간 모세혈관 = 600m 2
표면 깁스 에너지
σ – 표면 장력
Gibbs 에너지 감소:
표면적을 줄임으로써(입자 확대)
표면장력(흡수)의 감소로 인해
403)표면 장력
표면 단위를 만들기 위해 수행된 작업
측정 단위 J/m 2
액체 표면을 경계로 하고 이 표면이 감소하는 방향으로 향하는 선의 단위 길이당 작용하는 힘
측정 단위 N/m 2
물질의 성질, 온도 및 압력에 대한 표면 장력의 의존성.
액체의 표면 장력은 온도가 증가함에 따라 감소하고 임계 온도 근처에서는 0이 됩니다. 압력이 증가하면 액체-기체 경계면의 표면 장력이 감소하고, 기체 상태의 분자 농도가 증가하고 힘이 감소합니다. 용해된 물질은 액체의 실제 장력을 증가, 감소시키고 실질적으로 영향을 미칠 수 있습니다. 액체-액체 계면의 표면 장력은 상 접촉의 특성에 따라 달라집니다. 서로 다른 분자 사이의 분자 상호 작용의 강도가 작을수록 커집니다.
액체의 표면 장력을 측정하는 방법.
액체 표면에서 링을 분리하는 방법
모세관에서 흐르는 일정량의 시험액의 방울 수를 계산하는 방법(석주측정법)
액체에 잠긴 모세관에서 기포를 분리하는 데 필요한 압력을 결정하는 방법(Rehbinder 방법)
벽이 잘 젖어 있는 모세관에서 상승하는 액체의 높이를 측정하는 방법
표면층과 상의 부피 사이의 용질 분포.
이론적으로 표면층과 상의 부피 사이에 용해된 물질이 분포하는 세 가지 경우를 상상하는 것이 가능합니다. 1) 표면층의 용해된 물질의 농도가 상의 부피보다 큽니다. 2) 표면층의 용해된 물질의 농도는 상의 부피보다 적습니다. 3) 최상층의 용해된 물질의 농도는 상의 부피와 동일합니다.
액체(물)의 표면 장력에 미치는 영향에 따라 용질을 분류합니다.
분류 1) 용액의 장력을 낮추는 용해된 물질. 알코올, to-you 2)에 용해되면 나트륨 수치가 약간 증가합니다. 무기 물질, 염기, 염. 3) 용해된 물질은 실질적으로 nat의 함량을 변화시키지 않습니다. 자당.
용해된 물질의 흡착을 특성화하기 위한 Gibbs 방정식. 방정식 분석.
Г=-(C/RT)*(Δσ/ΔC). G는 용액 표면의 흡착량입니다. Δσ/ΔC-표면 활성 분석: Δσ/ΔC=0, Г=0. 이것은 NVG입니다. Δσ/ΔC>0, G<0-поверхностно инактивные в-ва. ∆σ/∆C<0, Г>0-계면활성제.
분자구조와 계면활성제의 성질.
특성: 제한된 가용성
액체보다 표면장력이 낮다
액체의 표면 특성을 극적으로 변화시킵니다.
구조: 친유성 - 분자의 다른 부분은 용매와의 다른 관계를 특징으로 합니다.
소수성: 탄화수소 라디칼
친수성 특성: OH, NH 2, SO 3 H
계면활성제의 분류, 예.
분자 또는 비이온성 - 알코올, 담즙, 단백질 물질
이온성 음이온 - 비누, 설폰산 및 그 염, 카르복실산
이온성 양이온 – 유기 질소 함유 염기 및 그 염
계면활성제의 성질이 표면 활성에 미치는 영향. Duclos-Traube 규칙.
라디칼(CH2)에 의한 사슬 확장은 지방산의 흡착 능력을 3.2배 증가시킵니다.
희석 용액과 실온에 가까운 온도에만 적용 가능합니다. 온도가 증가함에 따라 탈착이 증가합니다.
흡착 – 한 물질이 다른 물질의 표면에 자발적으로 축적되는 현상. 흡착된 물질을 물질이라 한다. 흡착성;표면에 흡착이 일어나는 물질 - 흡착제.
액체 표면의 흡착
액체에 용해된 물질의 입자는 액체 표면에 흡착될 수 있습니다. 흡착은 용해 과정을 수반하여 용매의 표면층과 내부 부피 사이의 용질 입자 분포에 영향을 미칩니다.
액체 표면의 흡착은 Gibbs 방정식을 사용하여 계산할 수 있습니다.
G는 비흡착 값(mol/m2)입니다.
C - 몰 농도, mol/m3;
dσ는 농도 변화 ΔС에 대응하는 표면 장력의 변화입니다.
표면 활동.
물질의 농도가 증가하면 표면 장력이 감소합니다. Δ σ< 0, то его адсорбция Г считается положительной (Г >0). 이는 표면층의 물질 농도가 용액의 대부분보다 높다는 것을 의미합니다.
물질의 농도가 증가함에 따라 계면의 표면 장력이 Δ σ > 0으로 증가하면 흡착은 음의 것으로 간주됩니다.< 0, это означает, что концентрация вещества в объеме раствора больше, чем в поверхностном слое.
계면활성제 흡착
계면활성제는 본질적으로 친유성이며 극성(친수성) 부분과 비극성(소수성) 부분을 갖는 물질입니다.
예를 들어, 비누: C 17 H 35 COONa
무극성 기호 극성 기호
부품 부품
계면활성제는 지방, 지방산, 케톤, 알코올, 콜레스테롤, 비누 및 기타 유기 화합물을 포함하는 양성 흡착 물질입니다. 이러한 물질이 물에 용해되면 표면층에 물질이 축적되면서 양성 흡착이 발생합니다. 이러한 물질의 분자가 표면으로 올라오는 과정은 매우 유익합니다. 계면의 표면 장력이 감소합니다. 계면활성제 흡착 방식:
계면에서 표면 장력을 낮추는 물질의 능력을 표면 활성이라고 합니다.
Duclos-Traube 규칙
계면활성제(하나의 동종 유기 화합물 계열의 구성원)의 표면 활성 크기는 탄화수소 라디칼의 길이에 따라 달라집니다. 계면활성제를 한 그룹(CH 2)만큼 늘리면 물질의 표면 활성이 3-3.5배 증가합니다.
동종 알코올 계열의 네 대표자의 예를 사용하여 Duclos-Traube 규칙을 고려해 보겠습니다.
표면 장력 등온선:
PIAV의 흡착
극성 물과 관련하여 이러한 물질은 무기산, 염, 알칼리와 같은 전해질입니다. 이러한 물질의 용해는 표면 장력을 증가시켜 PIAV가 표면층에서 흡착제로 밀려나게 됩니다. 이 흡착을 음성이라고합니다. 예를 들어, 물에 KS1이 용해되면 염이 해리되고 이어서 생성된 이온이 수화됩니다.
PIAV의 흡착 계획.