Адсорбция на границе «жидкий раствор - газ». Уравнение адсорбции Гиббса

Адсорбция на границе «жидкий раствор - газ».НЕ НАШЕЛ!!.

фундаментальное адсорбционное уравнение Гиббса:

; ;

.

Билет № 15

1.Карбоновые кислоты − физико-химические свойства. Отдельные представители.

Карбоновые кислоты, органические соединения, содержащие карбоксильную группу СООН. По количеству этих групп различают одно-, двух- и многоосновные кислоты. Могут содержать Hal, а также группы NH₂, С=О, ОН (соответственно галогенкарбоновые кислоты, аминокислоты, альдегидо- и кетокислоты, оксикислоты). Алифатич. кислоты, у которых число атомов С в молекуле больше 6, относят к высшим жирным кислотам. По номенклатуре ИЮПАК, кислоты называют, выбирая за основу наиболее длинную цепь, содержащую группу СООН, и добавляя к назв. соединения-основы окончание "овая" и слово "кислота"; атому С карбоксильной группы приписывают номер 1, например СН₃(СН₂)₄СН(СН₃)СООН - 2-метилгептановая кислота. Часто к назв. соединения-основы добавляют слова "карбоновая кислота", например С₆Н₁₁СООН - циклогексанкарбоновая кислота. При использовании этого способа наименования в алифатическом ряду атом С карбоксильной группы в нумерацию цепи не включается. Мн. кислоты имеют тривиальные названия. В свободном состоянии кислоты находятся в плодах некоторых растений, крови, выделениях животных; они входят в состав жиров, эфирных и растительных масел, восков. Важную роль играют в обмене веществ.

Свойства. Карбоксильная группа имеет строение, промежуточное между двумя предельными структурами:

 

2.Поверхностная активность. Правило Дюкло− Траубе.

ПОВЕРХНОСТНАЯАКТИВНОСТЬ, способность в-ва при адсорбции на границе раздела фаз понижать поверхностное натяжение (межфазное натяжение). Адсорбция Г в-ва и вызванное ею понижение поверхностного натяжения s связаны с концентрацией с в-ва в фазе, из к-рой в-во адсорбируется на межфазную пов-сть, ур-нием Гиббса (1876):

где R-газовая постоянная, Т-абс. т-ра (см. Адсорбция). Производная служит мерой способности в-ва понижать поверхностное натяжение на данной межфазной границе и также наз. поверхностной активностью. Обозначается G (в честь Дж. Гиббса), измеряется в Дж·м/моль (гиббсах).

Поверхностную активность определяют с помощью изотерм адсорбции,

Правило Дюкло-Траубе — зависимость, связывающая поверхностную активность водного раствора органического вещества с длиной углеводородного радикала в составе его молекулы. Согласно этому правилу, при увеличении длины углеводородного радикала на одну группу СΗ₂ поверхностная активность вещества увеличивается в среднем в 3,2 раза.

Поверхностная активность зависит от строения молекул ПАВ; последние обычно состоят из полярной части (группы, обладающие большим дипольным моментом) и неполярной части (алифатические или ароматические радикалы). В границах гомологического ряда органических веществ, концентрация, необходимая для понижения поверхностного натяжения водного раствора до определённого уровня, снижается в 3-3,5 раза при увеличения углеродного радикала на одну -СΗ₂-группу.

Правило было сформулировано И. Траубе (нем.)русск. в 1891 году^[2] в результате его опытов, проведённых на растворах множества веществ (карбоновые кислоты, эфиры, спирты, кетоны) в воде. Предшествующие исследования Э. Дюкло^[3] хотя и были близки по духу к работам Траубе, но не предлагали никакой ясной зависимости концентрации, поэтому в зарубежной литературе правило носит лишь имя Траубе.^[4]. Термодинамическую интерпретацию правила Траубе дал в 1917 году И. Ленгмюр.

Билет № 16

1.Производные карбоновых кислот − физико-химические свойства. Отдельные представители.

Карбоновыми кислотами называют производные углеводородов, в молекулах которых один или несколько углеродных атомов образуют карбоксильную группу или карбоксил: -C-OH, или –COOH

В этой сложной функциональной группе соединены друг с другом две простые кислородсодержащие группы: карбонильная >С=О и гидроксильная (или окси группа) –ОН; отсюда и происходит название – карбоксильная группа. Водород гидроксильной группы, входящей в карбоксильную группу, обуславливает кислотные свойства карбоновых кислот; поэтому число карбоксильных групп характеризует основность кислоты. В молекулах одноосновных (монокарбоновых) кислот – одна карбоксильная группа, двухосновных (дикарбоновых) кислот – две карбоксильные группы.

Представители-Муравьиная килота,уксусная кислота.

Физические свойства

Низшие предельные одноосновные карбоновые кислоты - подвижные жидкости с резким, острым запахом, хорошо растворимые в воде, а также в менее полярных органических растворителях (эфире, спирте, бензоле и др.). Кислоты С₄-С₉ - маслянистые жидкости с довольно неприятным запахом. Твёрдые высшие карбоновые кислоты почти не пахнут и нерастворимы в воде.

Карбоновые кислоты имеют температуры кипения ещё более высокие, чем спирты с тем же числом углеродных атомов. Это обусловлено как более высокой молекулярной массой, так и водородными связями.

В случае простейших кислот водородные связи могут объединять молекулы попарно в довольно прочные димеры.

Энергия водородных связей составляет примерно 7 ккал/моль. В отличие от спиртов димеры кислот могут, не разрушаясь, существовать в паровой фазе.

Химические свойства

Ненасыщенные кислоты содержат кратную связь и карбоксильную группу, поэтому в ряду этих соединений сохраняются все свойства, как карбоновых кислот, так и непредельных соединений, а также проявляется специфика, вызванная присутствием обеих функций в одной молекуле и их взаимным влиянием.

Кислотные свойства

У ненасыщенных карбоновых кислот кислотные свойства несколько повышены по сравнению с насыщенными. Особенно это касается б,в-ненасыщенных кислот.

Причина повышения кислотных свойств ненасыщенных кислот состоит в присутствии слабого отрицательного индукционного эффекта ненасыщенного радикала. Этот эффект связан с повышенной электроотрицательностью атомов углерода кратных связей, которые находятся в состоянии Sp²- или sp- гибридизации. В связи с этим возникает момент отрицательного индуктивного влияния, приводящий к увеличению частичного положительного заряда на карбоксильном атоме углерода. Это, в свою очередь, усиливает мезомерный эффект p,р-сопряжения в карбоксильной группе, увеличивает полярность связи О-Н и облегчает отщепление протона.