Wprowadzenie Sonochemia 1 Substancje hydrofilowe w roztworach wodnych:

Prezentacja na temat: "Wprowadzenie Sonochemia 1 Substancje hydrofilowe w roztworach wodnych:"— Zapis prezentacji:

1 Wprowadzenie Sonochemia 1 Substancje hydrofilowe w roztworach wodnych:
HYDROFOBOWOŚĆ 1 Substancje hydrofilowe w roztworach wodnych: Nie wykazują tendencji do gromadzenia się na granicy faz Ich cząsteczki są homogenicznie rozmieszczone w całej objętości roztworu Nie wykazują tendencji do przechodzenia do fazy gazowej Substancje hydrofobowe w roztworach wodnych: Wykazują jedynie niewielką rozpuszczalność Wykazują tendencję do gromadzenia się na granicy faz (np. woda-ciecz organiczna, woda – powietrze); ich stężenie w pobliżu granicy faz może być wielokrotnie wyższe niż średnie w całej objętości roztworu O ile nie mają zbyt wysokiej masy cząsteczkowej, wykazują tendencję do przechodzenia do fazy gazowej Substancje powierzchniowo czynne Wykazują tendencję do gromadzenia się na granicy faz Nie przechodzą do fazy gazowej Ponieważ efekty sonochemiczne są przestrzennie niehomo- geniczne – występują z większym natężeniem w bezpośred- niej bliskości (i we wnętrzu) pęcherzyków gazu – można oczekiwać, że szczególnie podatne na działanie tych efektów w roztworach wodnych będą substancje hydrofobowe i substancje powierzchniowo czynne

2 Sonoliza surfaktantów
Sonochemia Sonoliza surfaktantów HYDROFOBOWOŚĆ 2 Sodium acetate Tetramethylammonium bromide Sodium dodecyl sulfate Dodecyltrimethylammonium chloride Octyl-glucopyranoside Porównanie wydajności nadtlenku wodoru w roztworach substancji powierzchniowo czynnych i substancji hydrofilowych Średnie stężenie potrzebne do „zmiecenia” połowy rodników OH jest krotnie niższe dla związków powierzchniowo czynnych niż dla soli. Faktyczne stężenie tych związków w pobliżu drgających pęcherzyków musi być znacznie większe od ich średniego stężenia w roztworze. Ponadto stwierdzono, że porównywalne stężenie produktów pirolizy (tu: pułapkowane rodniki metylowe) obserwuje się przy stężeniu surfaktantów (OGP) 500 razy niższym niż ich analogów pozbawionych silnie hydrofobowych fragmentów (GP) Produkty reakcji z rodnikami OH (rodniki typu -•CH-) można wykryć przy stężeniu surfaktantów równym 50 M. Dla ich niehydrofobowych analogów stężenie to wynosi 50 mM.

3 Sonoliza tert-butanolu
Sonochemia Sonoliza tert-butanolu HYDROFOBOWOŚĆ 3 Dla wielu substancji obserwuje się prostą proporcjonalność między stałą szybkości reakcji z OH a zdolnością zmiatania rodników OH podczas sonolizy S.C. ~ k [S] Dla niektórych substancji zdolność zmiatania jest jednak wyraźnie wyższa, niż wynikałoby to z wartości stałej szybkości i stężenia Przyczyna: rzeczywista, lokalna wartość [S] jest wielokrotnie wyższa od „nominalnej” wartości k(OH + I-) = 1.11010 l mol/s C1/2  5 mM k(OH + t-BuOH) = 6108 l mol/s C1/2  0.1 mM

4 Sonoliza tert-butanolu
Sonochemia Sonoliza tert-butanolu HYDROFOBOWOŚĆ 4  Kwas hydroksytereftalowy  Nadtlenek wodoru

5 Sonoliza tert-butanolu
Sonochemia Sonoliza tert-butanolu HYDROFOBOWOŚĆ 5 Wzbogacenie warstwy powierzchniowej w substrat hydrofobowy Odparowanie substratu hydrofobowego do wnętrza pęcherzyka, piroliza w fazie gazowej

6 Mechanizm reakcji Sonochemia 6
HYDROFOBOWOŚĆ 6 Od hydrofobowości substratu zależy jego rozkład przestrzenny W różnych strefach przestrzennych dominują odmienne reakcje Rodzaj dominującej reakcji może zależeć od hydrofobowości substratu

7 Sonochemia Polimery HYDROFOBOWOŚĆ 7

8 Polielektrolity Sonochemia 8
HYDROFOBOWOŚĆ 8 Czy można zmieniać w sposób płynny hydrofobowość danej substancji ? Możliwości takie daje zastosowanie słabego polielektrolitu, np.poli(kwasu akrylowego)

9 Skala hydrofobowości Sonochemia 9
Zależność stężenia połówkowego substancji rozpuszczonej (potrzebnego do obniżenia o połowę wydajności OH) od jej hydrofobowości