19.Беттік қабыршықтар туралы түсінік. Беттік қабыршықтардың типтерін атап сызба диаграммасымен ерекшелігін түсіндіріңіз

Беттік қ абыршық дегеніміз – компоненттері кө лемдік фазада кездеспейтін беттік қ абат.

Ерімейтін заттардың судың жә не сулы ерітінділердің бетіндегі қ абыршық тары кең інен тарағ ан.

Сұ йық – газ бө ліну бетіне суда ерімейтін затты қ ондырғ анда, ол жұ қ а, кө птеген жағ дайда мономолекулалық қ абыршық тү зеді. Мұ ндай жү йелер Гиббс моноқ абаттарына сә йкес термодинамикалық тә уелділіктермен сипатталғ анмен, оларғ а қ атысты Гиббс ә дісін қ олдануғ а болмайды, себебі ерітіндідегі ерімейтін заттың концентрациясын анық тауғ а болмайды. Бірақ қ абыршық тарды зертеу барысында ерітіндінің концентрациясы зертеушілерді қ ызық тырмайды. Сондық тан қ абыршық тардың зерттеулері беттік қ абатты сипаттайтын шамаларды тікелей ө лшеуіне негізделеді. Сұ йық беттердегі ерімейтін заттардың қ абыршық тардың зерттеулері 4000 жыл бұ рын жү ргізілген, Плиний мен Плутарх майдың толқ ындарды тыныштандырғ ыш ә серін байқ ағ ан. 1774 жылы Бенджамин Франклин бұ л қ ұ былысқ а сандық сипаттама берді: 1 шай қ асық май судың 0, 2 га қ ұ райтын бетінде жайылады. 1890 жылы Рэлей камфора бө лшектерінің су бетіндегі ретсіз қ озғ алуы олеин қ ышқ ылын тамызғ анда тоқ тайтынын байқ ады жә не олеин қ ышқ ылының мө лшері қ алың дығ ы 16Ả қ абыршық тү зуге жеткілікті екенін кө рсетті. Бұ л нә тиже олеин қ ышқ ылы молекуласының максималды ө лшемдері мен молекулалық салмағ ын, яғ ни Авогадро санының минималды шамасын анық тауғ а мү мкіндік туғ ызды.

Беттік қ абыршық тардың типтері.

π шамасын Ленгмюр ә дісімен ө лшеп, жә не молекулалық ауданын біле отырып, қ абыршық кү йін сипаттайтын сығ ылу диаграммаларын алуғ а болады. Қ исық тың тү рі агрегаттық кү йдің ө згеруін кө рсетеді. Қ абыршық ғ а су бетінде ү лкен аудан берілсе, май молекулалары екі ө лшемді газ кү йінде болады. Мұ ндай қ абыршық тар ү шін ү лкен А жә не кіші π мә ндері тә н. Мұ ндай жағ дайғ а сә йкес қ исық тың а бө лігін газ тә різді қ абыршық деп атайды.

Жылжымалы бө геу арқ ылы мұ ндай қ абыршық сығ ылса, А кішірейеді, ал π ө седі. π шамасы критикалық мә нге жеткенде газ тә різді қ абыршық тұ рақ ты қ ысымда басқ а кү йге ауысады (b бө лігі). Мұ нда екі ө лшемді бу екі ө лшемді сұ йық қ а айналады деуге болады. Яғ ни π шамасының мұ ндай мә ніне қ анық қ ан екі ө лшемді бу қ ысымы, ал қ исық тың b бө лігіне екі ө лшемді бу мен екі ө лшемді сұ йық тың бірдей болуы сә йкес келеді. Қ исық тың с бө лігі аз сығ ылатын сұ йық қ абыршық кү йіне сә йкес. π шамасының артуымен бір фазаның ауысу (d бө лігі) жә не мү лде сығ ылмайтын кү йге сә йкес вертикалды е бө лігі пайда болады. Мұ ндай кү йге екі ө лшемді қ атты дене сә йкестенеді. с бө лігіндегі қ абыршық сұ йық созылмалы, ал е бө лігіндегі - конденсацияланғ ан деп аталады. Қ исық тың f бө лігінде қ абыршық бұ зылады (қ абыршық коллапсы). Мұ нда мономолекулалық қ абыршық ны тамшылар (сұ йық қ абыршық ү шін) немесе кө п қ абатты қ ұ рылымдар (қ атты қ абыршық ү шін) пайда болады. Қ абыршық тардың негізгі типтеріне газ тә різді жә не конденсацияланғ ан қ абыршық тар жатады.

Газ тә різді қ абыршық тар (G). Қ абыршық идеалды екі ө лшемді газ кү йнің тең деуіне бағ ынады. Қ абыршық дағ ы молекулағ а келетін ауданы молекуланың ө зінің ауданынан ө те ү лкен. Қ абыршық фазалық ө згерістерге ұ шырамай шексіз жайылады.

Сұ йық қ абыршық тар (L). Мұ ндай қ абыршық тардың ө мір сү руі молекулалар арасындағ ы ә рекеттесулерге байланысты. Мұ ндай ә рекетесулердің дә режесі ә ртү рлі болуы мү мкін. π – А қ исық тарын π = 0 мә ніне дейін экстраполяцияласа, алынғ ан молекулалық ауданның шамалары молекуланың нағ ыз ауданынан ү лкен, яғ ни мұ ндай қ абыршық тардың қ ұ рылымы борпылдақ жә не ретсіз болады. L – қ абыршық тардың екі тү рі бар, біріншісін Адам мен Гаркинс созылмалы сұ йық қ абыршық тар немесе L₁- қ абыршық тары деп аталады.

а. Созылмалы сұ йық қ абыршық тар (L₁). π = 0 мә ніне дейін экстраполяцияласа, L₁- қ абыршық тары 50 Ả ² – ге жақ ын аудандармен сипатталады. Қ алыпты сұ йық тық қ а қ арағ анда созылмалы қ абыршық тар бір фазалық жә не жоғ ары сығ ылмалы болады. Тө мен қ ысымдарда L₁- қ абыршық тары газ тә різді кү йге бірінші текті фазалық ауысуын жасайды. Мұ ндай қ абыршық тар сығ у арқ ылы сығ ылмалдығ ы жоғ ары қ абыршық қ а ауысады. Сығ ылмалдығ ы жоғ ары аудан аралық аудан (І) деп аталады.

б. Конденсацияланғ ан сұ йық қ абыршық тар (L₂). Аралық қ абыршық тардың сығ ылу нә тижесінде π – А сызық ты тә уелділікке ауысу байқ алады. Бұ л аудандағ ы қ абыршық конденсацияланғ ан сұ йық қ абыршық тар, L₂ – қ абыршық тары деп аталады. Тө мен температураларда L₂–І – L₁ауысуы L₂– қ абыршық ғ а сә йкес қ исық қ а айналу мү мкін (суреттегі е қ исығ ы). L₂– қ абыршығ ы шексіз кең ейіп, G – қ абыршық қ а айналады.

Қ атты қ абыршық тар (S). Кейбір қ абыршық тар, мысалы, су бетіндегі майлы қ ышқ ылдардың қ абыршық тары, π – А сызық ты тә уелділіктерімен сипатталады, π = 0 мә ніне дейінгі экстраполяциясы 20, 5 Ả ² молекулалық ауданын береді. Мұ ндай қ абыршық тардың сығ ылмалдығ ы тө мен жә не қ атты денелердің сығ ылмалдығ ына жақ ын. Осы жағ дай аз молекулалық ауданмен қ атар кө мірсутекті радикалдардың тығ ыз орналасуын кө рсетеді. Бұ л типтегі қ абыршық тар ө здерін қ атты дене ретінде кө рсетеді. Тө мен қ ысымдарда S – қ абыршық тар кейде L₂– қ абыршық ғ а айналады

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒