‹çindekiler - Anadolu Üniversitesi

328 Fizikokimya
Özet
Herhangi iki faz aras›ndaki bir kaç Å kal›nl›¤›ndaki düzleme
yüzey veya arayüzey denir. Arayüzey sistemin
davran›fllar›n› ve fiziksel özelliklerini belirlemede oldukça
önemlidir. Çok küçük boyuttaki taneciklere kolloidal
tanecikler denir ve bu kolloidal taneciklerin içinde
da¤›ld›klar› di¤er faz ile oluflturduklar› arayüzeyin
etkinli¤ine ba¤l› olarak kolloidlerin özellikleri de¤iflim
gösterir.
Sabit s›cakl›k ve bas›nçta s›v› yüzeyini 1 m 2 geniflletmek
için yap›lmas› gereken ifle yüzey gerilimi denir.
S›v›lar›n k›lcal boruda yükselme e¤ilimi kapilarite olay›
olarak adland›r›l›r. S›v› ile cam aras›ndaki çekim kuvvetlerine
adezyon kuvvetleri denir. S›v› molekülleri
aras›ndaki çekim kuvvetlerine ise kohezyon kuvvetleri
denir.
Gerçek sistemlerde k›lcal borunun duvar› ile menisküs
kenar› aras›ndaki aç› (temas aç›s›) s›f›rdan farkl›d›r. Temas
aç›s›, s›v› ve kat› aras›ndaki de¤me yüzeyindeki
kuvvetlerin dengelenmesi olay›d›r.
Bir maddenin çaplar› 500 nm’den küçük taneciklerinin,
bir baflka faz içinde da¤›lmas›yla oluflan yap›ya kolloid
denir. Kolloidal çözeltiler, da¤›lma faz› ve da¤›lan faz
olmak üzere iki fazdan oluflur. Da¤›lma faz› kat›, s›v›
veya gaz halde olabilir. Da¤›lan faz› oluflturan tanecikler
ise çok say›da atom veya atom gruplar›ndan oluflur.
kolloidler; liyofilik çözücü seven ve liyofobik çözücü
sevmeyen olarak da ayr›labilir. Çözücü su ise özel olarak
hidrofilik ve hidrofobik diye isimlendirilir. Yüzey
aktif maddeler, bir hidrofilik ve bir de hidrofobik k›s›m
içeren bilefliklerdir. Bulunduklar› ortam›n yüzey gerilimini
düflürürler. Yüzey aktif maddelerin molekül yap›-
s›nda bulunan hidrofobik k›s›m genel olarak düz veya
dallanm›fl hidrokarbon, di¤er k›s›m ise iyonik veya kuvvetli
polar gruplardan oluflur.
Yüzey aktif maddelerin molekülleri veya iyonlar›n›n
oluflturdu¤u kolloidal boyuttaki kümeleflmifl partiküllere
misel denir. Misel yap›lar›ndaki yüzey aktif maddelerin
uzun hidrofobik kuyruklar› biraraya gelirken, hidrofilik
bafllar ise suya yönelerek misel yap›s›n›n korunmas›n›
sa¤lar.
Kolloidlerin kinetik kararl›¤›n›n en önemli nedeni, taneciklerin
yüzeylerinde elektriksel bir yük bulunmas›-
d›r. Bu yükten dolay› z›t yüklü iyonlar kolloidal partiküllerin
çevresinde çözelti nötralli¤ini koruyacak biçimde
yeniden da¤›l›rlar. Bu flekilde elektriksel çift tabaka
oluflur.
Kat› yüzeyindeki yüzey potansiyeli ölçülememesine
ra¤men, yüzey ve çözelti aras›ndaki potansiyel fark› yani
zeta potansiyelini belirlemek mümkündür. Zeta potansiyeli
daima yüzey potansiyelinden küçüktür. Zeta
potansiyelinin s›f›r oldu¤u pH, kolloidal taneci¤in izoelektrik
noktas› olarak adland›r›l›r.
‹ki faz aras›nda, adsorplanm›fl bir yüzey aktif madde oldu¤u
zaman iki faz birbirinden keskin bir s›n›rla ayr›lamaz.
Yüzey aktif madde arayüzeyde birikerek yüzey
gerilimini ve yüzey bas›nc›n› de¤ifltirir. Yüzeyde bulunan
yüzey aktif maddeye ba¤l› olarak meydana gelen
yüzey gerilimi de¤iflikli¤ini irdelemek amac›yla yüzey
tabakalar›n›n termodinami¤inden yararlan›l›r.
Gaz, buhar ya da s›v› faz›nda veya herhangi bir çözeltide
çözünmüfl halde bulunan maddelerin kat› bir yüzey
üzerinde tutunmas› olay›na adsorpsiyon denir. Adsorpsiyonda
adsorbe eden kat› maddeye adsorban, adsorbe
edilen maddeye adsorplanan, tutunan taneciklerin
yüzeyden ayr›lmas› olay›na da desorpsiyon denir.
Gaz veya buhar, kat›n›n yüzeyine ba¤l› kald›¤› zaman
adsorban ile adsorplanan aras›nda yo¤unlaflmaya benzer
zay›f bir etkileflim fiziksel adsorpsiyon (fizisorpsiyon);
kimyasal reaksiyona benzer kuvvetli bir etkileflim
kimyasal adsorpsiyon (kemisorpsiyon) olarak tan›mlan›r.
Adsorpsiyon; adsorban ve adsorplanan özelliklerinin
yan›s›ra, adsorban›n yüzey alan›na, adsorban›n tanecik
boyutuna ve adsorban miktar›na, adsorban›n gözenek
boyutuna ve adsorplanan maddenin molekül büyüklü¤üne,
adsorplanan maddenin çözünürlü¤üne, adsorpsiyon
ortam›n›n pH de¤erine, adsorpsiyon s›cakl›-
¤›na ve kar›flt›rma h›z›na da ba¤l›d›r. Bir maddenin sabit
s›cakl›kta yüzeye ba¤lanan miktar›n›n, o maddenin
gaz faz› veya çözeltideki deriflimiyle ba¤›nt›s›n› gösteren
denkleme adsorpsiyon izotermi denir. En çok kullan›lan;
Langmuir, Freundlich ve Brunauer-Emmett-Teller
(BET) modelleridir. Langmuir izoterm modelinde
adsorpsiyon tek tabakada gerçekleflirken, BET izoterm
modelinde ise çok tabakada gerçekleflir. BET izotermi
kat›lar›n yüzey alanlar›n›n belirlenmesinde kullan›lan
en etkili yöntemlerden birisidir. Fiziksel ve kimyasal
adsorpsiyon, termodinamik verilerden hesaplanan entalpi
de¤ifliminin büyüklü¤üyle ay›rt edilebilir.