Реттелген ерітінділер теориясын беттік керілуге жне адсорбцияа олдану

Реттелген ерітінділер теориясы негізінде беттік керілу мен екінші рамдасты адсорбциясы арасындаы арым-атынасты алуа болады. Реттелген ерітінділер теориясын оны арапайымдылыыны арасында олдану ыайлы. рине, полимер ерітіндісіне талдауды Флори-Хагтингсті теориясын олдануа болады, біра кейінгі трлендірілуде оайлылыты кейбір лесі жоалатын болады. Реттелген ерітінділер теориясында мыналар абылданан: а) молекулаларды лшемдері бірдей; б) рекеттесу тек жаын кршілерді арасында жзеге асады; в) рамдастарда араластыруда клем згерісі болмайды. 10-тарауда крсетілгендей, екі сйытыты араластырандаы химиялы потенциалды згерісі рбір жеке сйытытарды химиялы потенциалдарыны згерістерімен ⁰_А жне ⁰_В салыстыранда, мынадай болады:

=ln + (16.15 а)

жне

=ln + (16.15 б)

Бл араатынас 10-шы тарауда шыарылан. парметрі молекулааралы рекеттесуге туелді:

(2m+l)= (16.16)

Бетті ерітінді клеміментепе-тедіктегі болатын жеке фаза ретіндеарастыралады. Беттік фаза алыдыы ретіндебір тор позициясына те деп алынады. Сонда бетті химиялы потенциалын былай жазуа болады:

ln + ( )² - (16.17а)

жне

ln + ( )²- (16.17б)

Мндаы -ерітіндіні беттік керілуі. алыпты кй ретінде жеке рамдастарды беттік фазасыны кйі абылданады. а⁰ тратысы-бл молкуланы клдене имасыны ауданы; оны мына атынастан табуа болады.

(16.18)

Мндаы V-молярлы клем, N_A- Авогадро тратысы. ^S-параметрі сйкесті клемдік фаза параметрінен ерекшеленеді, йткені бл жадайда бір торлы абат болмайды. Сондытан ^S параметріні молекулааралы серлесуге туелділігі мынадай болады:

(2m+l)= (m+l)(16.19)

Гексагоналды тор шін ^S=0.75

Ерітінді фазасыны беттік фазамен тепе-тедігінде оны химиялы потенциалы бірдей, сйкесінше мыналарды аламыз:

= +ln + (16.20а)

= +ln + (16.20б)

Жеке рамдастар шін (16.20а жне б) тедеулерібылайша трленеді:

- = (16.21а)

- = (16.21б)

Мндаы _А жне _В-таза сйытытарды беттік керілулері. Осылайша, таза сйытыты беттік керілуіні химиялы потенциалы, клемдік фаза жне молекулаланы клдене имасыны млшерінен айырмашылыы бар екені тсінікті.

(16.21а,б) тедеулерін (16.20а,б) тедеулеріне ою арылы, біз келесіні аламыз:

= +ln + (16.22а)

= +ln + (16.22б)

(16.22а) жне (16.22б) тедеулерін талдау беттік керілуді згерісіні бетті згеруіне міндетті трде байланысты емес екенін крсетеді. Бндай згерістер сонымен атар ерітінді клеміні згермеуінен де болуы ммкін. Бейорганикалы электролиттер оспаларыны сулы ерітінділер осындай жйені мысалы болып табылады. Электролиттерді бетке ынталыы болмаандытан, олар еріткіш концентрациясын тмендете отырып ерітінді клемінде жиналады жне (16.22а,б) тедеуіне сйкесін беттік керілу артуы тиіс. Егер екінші рамдасты енгізгенде беттік керілу згермесе еріген рамдас бетте адсорбцияланбайды деген сз емес. (16.22а,б) тедеуден екінші рамдасты енгізгенде келесі жадайларды орындаанда:еріген зат бет пен клемдік фаза аралыында шамамен бірдей орналасу ажет, яни ^s_В/ _B 1беттік керілуді згертпейтін жадайа алып келуі ммкін.

=0 жадайда атермалды ерітінді шін беттік керілуді оай есептеуге болады. (16.22а,б) тедеуін олданып алгебралы трлендіруден со мыналарды алуа болады:

exp = + exp (16.23а)

exp = + exp (16.23б)

(16.23а) жне (16.23б) тедеулеріні алгебралы трі аралас мицеллаларды (5-ші тарау) (5.5) жне (5.3) тедеулерімен бірдей. Exp( a⁰/KT)шамасы МТДК-мен сйкес. Бндай нтиже тааларлы емес, себебі беттік керілу ерітіндіні рамын крсететін сияты МТДК-ны БАЗ-мен оспасы араласан мицелла рамын да солай крсетеді. (16.23а,б) тедеулері беттік керілуі тмен рамдас бетке жасыра адсорбцияланатыны крсетеді. Сол себептен ерітіндіні беттік керілуі жеке рамдастарды орташа арифметикалы беттік керілуінен немі тмен болады.

(16.22а) жне (16.22б) тедеулерін біріктіріп ерітіндіні беттік керілуін ескермесен, ерітінді рамы мен бет рамы арасындаы байланысты орнататын адсорбция изотермасыны тедеуін аламыз:

ln -ln = + (16.24)

Егер ^S=0 деп алып, еріткіш молекуласы мен еріген зат арасындаы рекеттесуді ескермесек, онда (16.24) тедеуінен:

= exp (16.25)

Берілген тедеу еріген затты тменгі концентрацияларында (х_В 1) Ленгмюр тедеуі болып табылады (17-тарау (17.5) тедеуді араыз).

= exp (16.26)

(16.26) тедеуіндегі Ленгмюр тедеуіні константасы К мынаан те:

K=exp (16.27)

дебиеттер: