Sirt faol moddalar
MITSELLA HOSIL BО‘LISH TERMODINAMIKASI
Download 0.64 Mb. Pdf ko'rish
|
7-Maruza-1
7.7. MITSELLA HOSIL BО‘LISH TERMODINAMIKASI
Mitsella hosil qiluvchi SAM saqlovchi termodinamik barqaror sistemalarda dispers faza – mitsella – molekulyar erigan SAM, tо„yingan sharoitda – makrofaza ham muvozanatda bо„ladi. 16 m molekulalardan iborat mitsella va molekulyar erigan SAM muvozanatini quyidagi kimyoviy tenglama orqali ifodalash mumkin: m[SAM] ↔ [SAM] m Massalar saqlanish qonuniga kо„ra: mits mits m A M n K N C (7.3)
bu yerda: K mits - mitsella hosil bо„lish muvozanat konstantasi; n mits - 1 m
3 eritmadagi mitsellalar soni; C m - molekulyar erigan SAM konsentratsiyasi, mol/m 3 .
Molekulasida C 12-20
va undan kо„p bо„lganda mitsellada SAM molekulalarining assosatsiyalanish darajasini ortishi tajribada aniqlangan. Demak, n mits
=f(C 0 ) bog„lanish (C 0 - sistemadagi SAM umumiy konsentratsiyasi) yuqori darajali parabola orqali ifodalanib, uni egilgan nuqtasi MHQKKga mos keladi (7.8-rasm).
Mitsella miqdorini SAM konsentratsiyasiga bog‘liqligi. Kichik
konsentratsiyalarida C 0 ˂MHQKK sistemadagi SAM molekulyar eritma holatida bо„ladi, amalda mitsella bо„lmaydi. Eritma konsentratsiyasi MHQKKga yetganda (C 0 =MHQKK) qо„shiladigan SAMning barcha molekulalari mitsella tarkibida bо„ladi, ya‟ni molekulyar erigan SAM umumiy konsentratsiyasi amalda о„zgarmaydi (C M ≈const=MHQKK) va sistemadagi SAM molekulalarining kimyoviy potensiali qiymati ham о„zgarmaydi (7.9-rasm).
Sistemadagi molekulyar eritmaning (C M ) va mitsellaning konsentratsiyalarini (C M ) SAM konsentra-tsiyasigi bog‘liqligi. Eritmaning sirt tarangligi (σ) SAM 17 molekulyar konsentratsiyasi (C 0 ˃MHQKK) bilan ifodalanganligi sabali uning qiymati ham amalda о„zgarmaydi. Gibbs tenglamasiga kо„ra dσ = Gdµ, σ = const bо„lganligi sababli C 0 ˃MHQKK bо„lganda kimyoviy potensialning qiymati konsentratsiyaga bog„liq bо„lmaydi (dµ=0). Shunday qilib, molekulalarga nisbatan ancha katta bо„lgan mitsellalarni hosil bо„lishi MHQKKdan yuqori konsentratsiyalarda о„ziga hos noideallikni namoyon qiladi. Mitsellyar shaklidagi moddaning miqdori
uning molekulyar eritmasining konsentratsiyasidan bir necha barobar katta bо„lishi mumkin. Shuning uchun SAM konsentratsiyasini kamayish jarayonlarida (zollarni, emulsiyalarni va suspenziyalarni barqarorlashda yoki yuvish vositasi sifatida foydalanilganda va h.k.) mitsellalar uning konsentratsiyasini kamayishidan saqlovchi (kimyoviy potensialni ham) “depo” vazifasini bajaradi. SAM yuqori sirt aktivlikka ega ekanligi, mitsellalar hosil bо„lishi sababli yuqori konsentratsiyali eritmasini tayyorlash mumkinligi ularni halq xо„jaligining turli tarmoqlarida keng qо„llanish imkoniyatini yaratadi. MHQKK qiymatini haroratga bog„liqligi mitsella hosil bо„lish jarayonini tabiati haqida muhim ma‟lumotlarni beradi. Ma‟lumki, MHQKK mitsella va molekulalarni termodinamik muvozanatini ifodalaydi. Agar MHQKK soxasida aniqlangan mitsellaning konsentratsiyasi n mits va mitselladagi molekulalarning assosatsiya darajasi m haroratning ma‟lum intervalida о„zgarmas, molekulyar eritmaning aktivligi birga teng bо„lsa, termodinamikaning qonunlariga kо„ra mitsella hosil bо„lish entalpiyasi H mits
quyidagicha ifodalanishi mumkin: 2
k mits dlnC H RT m dT
(7.4)
Kо„p sonli tajribalar qator SAMlarning mitsella hosil qilish jarayonlarida H mits qiymati odatda kichik bо„lib, manfiy ham bо„lishi mumkin. О„z-о„zidan boradigan jarayonlar sistemaning erkin energiyasini kamayishi, H mits
qiymatining kichikligi, 18 ayniqsa manfiy bо„lishi о„z-о„zidan mitsella hosil bо„lishida entropiya о„zgarishi aniqlovchi ahamiyatga ega ekanligini kо„rsatadi. Mitsella hosil bо„lishjarayonida SAM molekulalarining gidrofob radikallarini birlashib, yadroni hosil qilishi va gidrofil funksional guruhlarning gidrat qavatlarini buzilishi natijasida sistemaning entropiyasi ortadi. Mitsella hosil qiluvchi SAMlarning suvdagi dispersiyasini tadqiqoti shuni kо„rsatdiki, mitsellani molekulalarni kondensatlanishidan yoki
makrofazalarni dispergirlanishi natijasida yuzaga kelishi Kraft nuqtasi deb nomlanadigan haroratning ma‟lum qiymatidan T k yuqoridagina hosil bо„ladi (X.10- rasm). 7.10-rasm. Sovun eritmasida mitsella hosil bо‘lishining haroratga bog‘liqligi. Haroratning qiymati T k pastda SAM eruvchanligi kam bо„lib, MHQKKdan kichik. Haroratning shu oralig„ida sovunning kristallari (krisallogidratlari) va SAMning chin eritmasi orasida muvozanat bо„lib, harorat ortishi bilan konsentratsiyasi ortadi. Shuning uchun SAM eritmasida Kraft nuqtasi yuqori haroratlar sohasida (50-80°C dan yuqori) bо„lganda mitsella hosil bо„lishi kuzatilmaydi. Mitsella hosil bо„lishi natijasida SAM eritmasining konsentratsiyasi keskin ortadi. SAMning molekulyar eruvchanligi MHQKKqiymati orqali aniqlanganligi uchun va eritmada SAMni ortishi bilan amalda uning qiymati о„zgarmaganligi sababli mitsellalar soni ortadi. Kо„p noinogen SAMlar suyuq bо„lganligi sababli ularning eritmalarida Kraft nuqtasi kuzatilmaydi. Ular boshqa harorat chegarasiga ega bо„lib, loyqalanish nuqtasi deyiladi. Loyqalanishni keskin ortishi mitsellaning о„lchamini ortishi va haroratni ortishi bilan mitsellaning qutbli guruhdarini degidratlanishi natijasida sitemada qavatlanish kuzatiladi, ya‟ni sistema ikki fazaga ajraladi. |
ma'muriyatiga murojaat qiling