Isotherm Felületi feszültség
Gibbs látható, hogy a befolyása a természet az adszorpciós anyag zárt nagyságát és előjelét a származék az adszorpciós egyenlet. A határérték ezt a származékot egy → 0, hozott a mínusz jel, az úgynevezett felületi aktivitás (g):
Felületi aktivitás egyik fontos jellemzője a felvett anyagokat, amely meghatározza számos tulajdonságukat és felhasználási területeit. (8) egyenlet azt mutatja, hogy a felületi feszültség növekvő koncentrációja csökken erősebben, annál felületi aktivitás. A nagyságát és előjelét felületi aktivitást jellegétől függ magának az anyagnak, és jellegét az oldószer és az adszorbens.
5. kérdés A koncepció a felületaktív és nem hatóanyagok. Szabály Duclos-Traube.
Minden anyagot, hogy képesek adszorbeáltatható felület három csoportra oszthatók:
Felületaktív vegyületek (felületaktív anyagok). Az ilyen anyagok g> 0, <0, Г>0. A felületaktív anyagok felhalmozódnak a felületi réteg, azaz, spontán megy fázis térfogata a felületen. Ehhez az szükséges, hogy ezek az anyagok megfelelnek az alábbi követelményeknek:
1) alacsony volt oldhatósága, és nem megy mélyen a megoldást;
2) a felületi feszültséget a felületaktív anyag kisebb, mint a felületi feszültség a tiszta oldószer # 963 a, azaz, # 963; felületaktív <σо. Последнее условие необходимо для того, чтобы замена молекул растворителя в поверхностном слое на молекулы ПАВ была энергетически выгодной.
Az ilyen körülmények között megfelelnek az anyag diphilic szerkezet, amely két különböző részein. Felületaktív molekulák nem-poláros (szénhidrogén molekularész), és egy poláros, funkciós csoportokat képviseli -COOH, -NH2. -OH, -NO 2 és munkatársai. Alkatrészek felületaktív molekulák kapcsolódnak mind az érintkező fázis. A szénhidrogéncsoportok, hidrofób molekulákat, hogy egy alacsony oldhatósága vízben, és kiadja a felszínre. A felületi feszültség a szerves savak, aminok, alkoholok, stb Mindig többször kisebb, mint a vízé.
Felületi-inaktív anyag (TID). Ezek az anyagok növelik a felületi feszültség és növekvő koncentrációban az oldat. Számukra g<0; ; Г<0. Для ПИВ характерно стремление уйти с поверхности в объем раствора, а для этого они должны обладать следующим условиями:
1) jó oldhatóság;
2) a felületi feszültség az anyag magasabbnak kell lennie, mint a tiszta oldószer.
Jó oldhatósága biztosít átadása molekuláknak a mélysége az oldathoz, és egy nagyobb értéket a felületi feszültség megkönnyíti helyettesítő TID molekulák a felületi réteg az oldószer-molekulák. Negatív adszorpció az anyag felel meg a pozitív oldószerben. Az ilyen feltételek megfelelnek az a szervetlen bázisok, savak, sók vizes oldatok, azzal jellemezve, hogy erős kölcsönhatás oldószer-molekulákkal.
Felületaktív anyagok inaktív anyagokat (NVS). Ehhez anyagcsoport g = 0. T = 0. Ezek az anyagok egyenletesen vannak elosztva összege közötti fázis és a felületi réteg.
Ábrázoljuk a 4. ábrán (a, b) attól függően, hogy a felületi feszültség és adszorpciós a háromféle anyagok.
4. ábra (A, B) hatása oldott anyagok a víz felületi feszültségét: 1 - felületaktív anyag inaktív anyagot tartalmazó oldat; 2 - a megoldás a poláris, szerves anyagok; 3 - oldatot micellaképző felületaktív
Grafikusan felületi aktivitás, a következő egyenlet szerint (8) úgy definiáljuk, mint a lejtőn egy érintő a görbe # 963; = f (c) a keresztezi a y tengely a. Az A pont g = tg # 945;.
Szabály Duclos-Traube. A szerkezet a adszorbeált rétegek
Kísérleti vizsgálatok a adszorpció a folyadék-gáz-Duclos Traube létre a következő minta: Felületi aktivitás homológ sorozat zsírsavak, aminok, alkoholok növeli 3-3,5-szer, amikor áthalad az egyes homológ:
Az egyik tud adni az alábbi minőségi érvelés szabály Duclos és Traube: a nyúlás a szénhidrogén lánc a felületaktív molekulában növeli a hidrofób rész, vagyis csökkenti annak poláris oldószerekben való oldhatóság. Ez fokozott vágy, hogy mozgatni molekulák a törzsoldatot a felszínre felület.
5. ábra izotermák # 963; = F (a) számos, vizes oldatok korlátozásának zsírsavak a folyékony levegő rendszer: 1 - hangyasav; 2 - ecetsav;
3 - propionsav; 4 - olaj.
Tétel 6. A tájékozódás molekulák a felületi rétegben.
A koncepció a liposzómák. Szerkezete a biológiai membránok
A létezése a minimális érték a felületi feszültség felületaktív oldatok adszorpciós és határértékek (G∞) I.Lengmyuru hagyjuk, hogy vállalja a tájékozódás a adszorbeált molekulák a felületi rétegben. Felületaktív molekulák két részből áll: egy poláris (hidrofil), mind apoláros (hidrofób). A adszorpciós poláros csoportot, amelynek nagy az affinitása a poláris fázis (például víz) készült bele. Ugyanakkor, a nem poláros csoportot betoljuk a nem poláris fázis.
7. ábra a felületi rétegek
Alacsony koncentrációjú felületaktív szénhidrogéncsoportok „hazugság” a felszínen a poláris folyadék és a poláris csoportok elmerül benne.
A növekedést a felületaktív anyag koncentrációja az oldatban, a molekulák száma a felületi rétegben növekszik. Ennek eredménye egy korlátot, hogy a formáció a határfelületen telített monomolekuláris réteg adszorpciós, ahol a felületaktív anyag molekulái orientált maximális. Ez az eset képletesen az úgynevezett molekuláris Langmuir palánk. Megléte telített monomolekuláris réteg magyarázza jól állandóságát G∞ korlátozása adszorpciós szerves anyagok ugyanabban a homológ sorozat.
Használata Langmuir ábrázolása a szerkezet a felületi réteg, ez lehet számítani a méretei a felületaktív molekulák a telített abszorpciós réteg. Nyilvánvaló, hogy a maximális adszorpciós (G∞) számszerűen egyenlő a felesleges mennyiségű felületaktív anyag (mol) egységnyi felület szakasza (m 2). Artwork korlátozására adszorpciós Avogadro-szám (G∞ NA) meghatározza a molekulák száma, amely elfoglalja a egységnyi területen. Ebből következik, hogy a keresztmetszete a felületaktív molekulák a telített rétegnél a területen lehet az alábbi egyenlettel számítottuk:
korlátozása adszorpciós terméket G∞ felületaktív moláris tömege (M) egyenlő felületaktív tömeg (m), egységnyi felületének telített adszorbens réteg:
Ezután a hossza a felületaktív molekulák a telített adszorbens réteg megegyezik a ezen réteg vastagsága megtalálható a következő egyenlettel:
ahol # 961; - a felületaktív anyag sűrűsége, kg / m 3; G∞ - korlátozó adszorpciós, mol / m 2; M - moláris tömege kg / mol.
Képviselete a tájékozódás a felületaktív molekulák a telített adszorbens réteg nagy szerepet játszott a fejlesztés a tanítás a szerkezet a biológiai membránok.
E.Gorshner és G.Grendel (1925) kísérletekben lipidekkel extrahált eritrocita membránokat, úgy találta, hogy a terület a monomolekuláris réteg képződik majdnem kétszer nagyobb, mint a teljes felület a vörös vérsejtek magukat.
Ez a tény lehetővé tette F.Danieli és G.Davsonu (1931-1933) javasolta az első hagyományos modellje a biológiai membránok. E modell szerint, a fő eleme a sejtmembrán szerkezet bimolekuláris réteg lipid molekulák, poláris csoportok, amelyek szembe kifelé, és a nem-poláros szénhidrogén gyökök - belül.
Poláris csoportok befolyásolják már a fehérjét. Danieli és Dawson feltételezhető, hogy a fehérjék képezik szimmetrikus monomolekuláris rétegek a külső és a belső oldalán a lipid kettősréteg.
Később úgy találtuk, aszimmetrikus eloszlása a fehérjék a sejtmembránok. További membrán fehérjék azok, amelyek képesek kölcsönhatásba lépni hidrofób gyökök, és behatol a membrán (integrál fehérjék). Mivel a részét a membrán felületét szabadon fehérjék (mintegy 30% vörösvérsejtek, a mikroszomális membránok mintegy 20%) jelenleg a legelfogadottabb egy mozaik modell a membrán. Macromolecules integráns fehérjék, amelyek behatolnak a membrán pórusait képezhet - ioncsatornák, amelyek rendelkeznek szelektív permeabilitása különböző ionok.
8. ábra Általános membrán struktúra diagram
Minden élő sejtben, a biológiai membránok jelent akadályt elválasztó a sejt a környezet és a belső sejttérfogat viszonylag elszigetelt „rekesz” (rekeszek). Önmagukban, a partíció, a sejtek elkülönítése rekeszekre épített a kétrétegű lipid molekulák (gyakran nevezik a lipid kettős réteg), valamint lényegében áthatolhatatlan ionokat és poláris molekulákat oldódik vízben. De ez a lipid kettősréteg beolvasztott számtalan fehérje molekulák és molekuláris komplexek, amelyek közül néhány tulajdonságait a szelektív (azaz lekérdezési ..) Channel ionok és molekulák, és mások - képes szivattyúk szivattyúzzák ionok a membránon keresztül.