жердева инд задание. Молекулярная адсорбция из растворов. Факторы, влияющие на молекулярную адсорбцию вещества из раствора от равновесной концентрации адсорбтива, от природы растворителя, от природы адсорбента, от природы адсорбтива, от температуры
![]()
|
Тема 6 , рубежный контроль Молекулярная адсорбция из растворов. Факторы, влияющие на молекулярную адсорбцию вещества из раствора: от равновесной концентрации адсорбтива, от природы растворителя, от природы адсорбента, от природы адсорбтива, от температуры. Молекулярная адсорбция – адсорбция из растворов неэлектролитов (веществ, которые на ионы не распадаются и электрический ток не проводят) или слабых электролитов (веществ, которые проводит электрический ток вследствие диссоциации на ионы). В этих случаях растворенные вещества адсорбируются на поверхности твердого тела в виде молекул. Молекулярную адсорбцию рассчитывают по следующей формуле: ![]() Особенностью молекулярной адсорбции является то, что вместе с растворенным веществом адсорбируются молекулы растворителя. Факторы, влияющие на молекулярную адсорбцию: равновесная концентрация растворенного вещества; природа растворителя; природа адсорбента; природа растворенного вещества; температура адсорбции. Влияние равновесной концентрации адсорбтива (сS)на молекулярную адсорбцию описывается изотермами адсорбции, которые можно свести к следующим видам: изотерма Ленгмюра, которая отвечает мономолекулярной адсорбции и описывается уравнением Ленгмюра: ![]() ![]() изотерма адсорбции, которая сопровождается абсорбцией; изотерма адсорбции для случаев, когда адсорбент достаточно хорошо адсорбирует растворитель; изотерма отрицательной адсорбции, когда концентрация молекул растворенного вещества в адсорбционном слое меньше, чем в объеме раствора. Влияние природы растворителя на молекулярную адсорбцию Чем хуже адсорбируется растворитель, тем лучше будет адсорбироваться растворенное вещество. А растворитель адсорбируется тем хуже, чем больше его поверхностное натяжение () на границе Т-Ж. Отсюда следуют две закономерности: адсорбция на твердом адсорбенте идет лучше из водных растворов и хуже из органических растворов; правило Шилова: чем лучше растворитель растворяет вещество, тем хуже вещество адсорбируется из раствора. Влияние природы адсорбента на молекулярную адсорбцию Пора– это минимальное пространство между частицами вещества. Пористость– отношение объема пор к общему объему материала. Из свойств адсорбента на адсорбцию влияют его полярность и пористость. Экспериментальные данные позволили сформулировать правило: неполярные твердые тела лучше адсорбируют неполярные адсорбтивы. Степень влияния пористости определяется соотношением размеров пор адсорбента и молекул растворенного вещества. Если молекулы растворенного вещества малы и легко проникают в поры твердого тела, то адсорбция идет лучше. Крупные молекулы не могут попасть в узкие поры адсорбента, и адсорбция уменьшается. Влияние природы адсорбтива на молекулярную адсорбцию ПАВ в силу своей дифильности растворяются как в полярных, так и в неполярных растворителях. В зависимости от вида растворителя должен выбираться подходящий адсорбент. Так для адсорбции ПАВ из водных растворов следует использовать гидрофобные (неполярные) твердые тела, например, уголь. При адсорбции молекулы ПАВ строго ориентированы: углеводородный радикал взаимодействует с поверхностью угля, а полярная часть — с водой. Можно отметить следующие правила: 1. С увеличением молярной массы растворенного вещества его адсорбционная способность возрастает. 2. Ароматические соединения адсорбируются лучше, чем алифатические. 3. Непредельные органические соединения адсорбируются лучше, чем предельные. 4. При адсорбции предельных органических кислот и спиртов качественно соблюдается эмпирическое правило Дюкло-Траубе: Адсорбционная способность увеличивается в 3— 3,5 раза при удлинении углеводородной цепи на одно звено (-СН2-). Следует заметить, что указанные правила не выполняются для адсорбции на мелкопористых адсорбентах. 5) Влияние температуры и времени на адсорбцию Адсорбция из растворов идет медленнее адсорбции газов, так как диффузия в жидкостях протекает значительно медленнее. Она может быть ускорена перемешиванием. Особенно медленно происходит адсорбция больших молекул на мелкопористых адсорбентах, так как в этих случаях равновесие устанавливается медленно или вовсе не наступает. Повышение температуры приводит к уменьшению адсорбции. Эмульгаторы: природа, механизм действия, примеры. Типы эмульсий: чем они определяются, как их определяют? Схемы. Обращение фаз эмульсий. Роль эмульсий в биологии и медицине. Эмульгаторы - поверхностно-активные вещества, способные понижать поверхностную энергию на границе раздела фаз с образованием стабильных дисперсных систем, состоящих из внутренней дисперсной фазы, а также внешней непрерывной дисперсионной среды. Действие эмульгаторов основано на способности поверхностно-активных веществ (ПАВ) снижать энергию, необходимую для создания свободной поверхности раздела фаз. Концентрируясь на поверхность раздела смешивающихся фаз, ПАВ снижают межфазное поверхностное натяжение и обеспечивают длительную стабильность композиции. В зависимости от природы ПАВ они ускоряют образование и стабилизируют тип эмульсии, в дисперсионной среде в которой они лучше растворимы. Гидрофильные и гидрофобные эмульгаторы. В наиболее важном с практической точки зрения случае эмульгаторы представляют собой дифильные вещества, молекулы которых имеют в своём составе, как полярную (гидрофильную) группу, так и неполярную (гидрофобную) часть. В качестве примера дифильных веществ можно привести лецитин: ![]() Именно благодаря наличию такой двойственной структуры становится возможной стабилизация, поскольку дифильные вещества имеют возможность одновременно взаимодействовать, как с водой и водорастворимыми веществами, так и с маслами или веществами жирной природы. Эмульгаторы, молекулы которых имеют относительно длинную гидрофобную часть, обладают преимущественно гидрофобными свойствами. Такие эмульгаторы называют гидрофобными. И, наоборот, эмульгаторы с относительно короткой гидрофобной частью, имеют большее сродство с водой и их, поэтому называют гидрофильными. Гидрофильные эмульгаторы необходимы для стабилизации эмульсий типа «масло в воде». При добавлении гидрофильного эмульгатора в такую эмульсию вокруг капельки масла образуется сплошной слой эмульгатора, сообщающий ей некоторую гидрофильность и повышающий её устойчивость (Рис. а). ![]() Добавление в такую же смесь гидрофобного эмульгатора, большая часть молекулы которого погружается в капельку масла, не обеспечивает устойчивости эмульсии, поскольку часть поверхности капельки остаётся «открытой» и легко может происходить слияние с другими капельками. Биологическое значение эмульсийПищевые продукты Примером эмульсий является молоко, которое представляет собой взвешенные в воде частички жира, эмульгированные белком (казеиногеном). При стоянии молока образуется слой концентрированной эмульсии (сливки). Сбивание сливок приводит к разрушению белковой оболочки, жир коалесцирует в крупные комочки сливочного масла, которое тоже представляет собой эмульсию, но уже типа «вода в масле». Аналогичными этому типу эмульсиями являются: Маргарин, Майонез, Мороженное и пр. Маргарин – эмульсия из мелкораздробленных гидрогенезированных растительных жиров. Эмульсии в физиолгии человека Эмульсии нередко встречаются в организме человека: 1. Жиры в крови и лимфе находятся в эмульгированном состоянии (эмульгатор – белки крови). 2. При пищеварении в кишечнике также образуется жировая эмульсия, но здесь стабилизатором служат соли желчных и жирных кислот. Опыты показали, что растворы солей желчных кислот могут обладать поверхностным натяжением менее 1 эрг/см2, т.е. настолько низким, что может идти самопроизвольное раздробление жира (без его механического измельчения). Таким образом, желчь имеет важное значение для переваривания и всасывания жиров в жилудочно-кишечном тракте. 3. Эритроциты в крови можно по ряду свойств рассматривать так же, как частички гидрофобной эмульсии. На их поверхности отсорбированы молекулы белков, аминокислот и ионы электролитов. Все они сообщают эритроцитам определённый отрицательный заряд, а противоионы создают некоторый диффузный слой. При паталогических процессах в организме, когда в крови увеличивается содержание некоторых видов белков (либо особого глюкопротеида, относящегося к альфа-глобулинам, либо при инфекционных заболеваниях гамма-глобулинов) происходит процесс, очень напоминающий ионообменную адсорбцию: место ионов электролитов на поверхности эритроцитов занимают белки, заряд которых ниже, чем у суммы замещённых ими ионов. В результате заряд эритроцитов понижается, они быстрее объединяются и оседают (ускоряется реакция оседания эритроцитов – РОЭ). Этот процесс зависит ещё от ряда факторов: содержания других белковых фракция и мукополисахаридов, концентрации эритроцитов в кровии, от наличия в крови микробов, наконец, расположения сосуда, в котором наблюдается РОЭ (в частности, скорость её ниже в наклонно расположенном капиляре). Оседание эритроцитов происходит сходно с процессом седиментации гидрофобного коллоида. ИЭТ белка 5,1. Каков заряд молекул белка, растворенного в буферном растворе, приготовленном из 488 мл 0,2 М раствора КН2РО4 и 512 мл 0,2 М раствора Na2НР04? ![]() |