Kolloid állapotjelzık. Molekuláris kölcsönhatások. Határfelületi jelenségek: fluid határfelületek

Hasonló dokumentumok
Kolloid állapotjelzők. Molekuláris kölcsönhatások. Határfelületi jelenségek: fluid határfelületek

Az átlagok jelentése és haszna

Kolloidok jellemzése. kolloid.unideb.hu

Kolloidok jellemzése.

A kovalens kötés polaritása

3. A kémiai kötés. Kémiai kölcsönhatás

Kolloidkémia 1. előadás Első- és másodrendű kémiai kötések és szerepük a kolloid rendszerek kialakulásában. Szőri Milán: Kolloidkémia

Altalános Kémia BMEVESAA101 tavasz 2008

A kémiai kötés. Kémiai kölcsönhatás

Atomszerkezet. Atommag protonok, neutronok + elektronok. atompályák, alhéjak, héjak, atomtörzs ---- vegyérték elektronok

Kémiai kötések. Kémiai kötések kj / mol 0,8 40 kj / mol

Kémiai kötések és kristályrácsok ISMÉTLÉS, GYAKORLÁS

Energiaminimum- elve

Atomszerkezet. Atommag protonok, neutronok + elektronok. atompályák, alhéjak, héjak, atomtörzs ---- vegyérték elektronok

Az anyagi rendszer fogalma, csoportosítása

Folyadékok és szilárd anyagok

Sillabusz orvosi kémia szemináriumokhoz 1. Kémiai kötések

A kovalens kötés elmélete. Kovalens kötésű molekulák geometriája. Molekula geometria. Vegyértékelektronpár taszítási elmélet (VSEPR)

Szalai István. ELTE Kémiai Intézet 1/74

Az atom- olvasni. 1. ábra Az atom felépítése 1. Az atomot felépítő elemi részecskék. Proton, Jele: (p+) Neutron, Jele: (n o )

Általános és szervetlen kémia 3. hét. Kémiai kötések. Kötések kialakítása - oktett elmélet. Az elızı órán elsajátítottuk, hogy.

Folyadékok. Molekulák: Gázok Folyadékok Szilárd anyagok. másodrendű kölcsönhatás növekszik. cseppfolyósíthatók hűtéssel és/vagy nyomással

Molekulák alakja és polaritása, a molekulák között működő legerősebb kölcsönhatás

Víz. Az élő anyag szerkezeti egységei. A vízmolekula szerkezete. Olyan mindennapi, hogy fel sem tűnik, milyen különleges

AZ ANYAGI HALMAZOK ÉS A MÁSODLAGOS KÖTÉSEK. Rausch Péter kémia-környezettan

20/10/2016 tema04_biolf_

Minta feladatsor. Az ion neve. Az ion képlete O 4. Szulfátion O 3. Alumíniumion S 2 CHH 3 COO. Króm(III)ion

Periódusos rendszer (Mengyelejev, 1869) nemesgáz csoport: zárt héj, extra stabil

KÉMIA FELVÉTELI DOLGOZAT

Osztályozó vizsgatételek. Kémia - 9. évfolyam - I. félév

Elektronegativitás. Elektronegativitás

Kémiai reakciók. Közös elektronpár létrehozása. Általános és szervetlen kémia 10. hét. Elızı héten elsajátítottuk, hogy.

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

1. feladat Összesen: 8 pont. 2. feladat Összesen: 11 pont. 3. feladat Összesen: 7 pont. 4. feladat Összesen: 14 pont

Atomi, illetve molekuláris kölcsönhatások és alkalmazásaik

Kötések kialakítása - oktett elmélet

1. változat. 4. Jelöld meg azt az oxidot, melynek megfelelője a vas(iii)-hidroxid! A FeO; Б Fe 2 O 3 ; В OF 2 ; Г Fe 3 O 4.

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 1995 JAVÍTÁSI ÚTMUTATÓ

A sav és bázis fogalma

Az élethez szükséges elemek

4. Molekulák, ionok, kémiai alapelvek, a kémiai kötés típusai. Kémiai kötés kialakulásának oka: energianyereség.

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 1997

Ni 2+ Reakciósebesség mol. A mérés sorszáma

Folyadékok. Molekulák: Gázok Folyadékok Szilárd anyagok. másodrendű kölcsönhatás növekszik. cseppfolyósíthatók hűtéssel és/vagy nyomással

VÍZ. Egy különleges folyadék biofizikája. Talián Csaba Gábor Biofizika előadások, PTE ÁOK október 27.

4. változat. 2. Jelöld meg azt a részecskét, amely megőrzi az anyag összes kémiai tulajdonságait! A molekula; Б atom; В gyök; Г ion.

10.) Milyen alakja van az SF 4 molekulának? Rajzolja le és indokolja! (2 pont) libikóka; indoklás: 1 nemkötő és 4 kötő elektronpár

Többkomponenső rendszerek

Bevezetés a lézeres anyagmegmunkálásba

Általános és szervetlen kémia 3. hét Kémiai kötések. Kötések kialakítása - oktett elmélet. Lewis-képlet és Lewis szerkezet

ETHANOLUM (96 PER CENTUM) (1) 96 %-os Etanol

5. előadás

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI-FELVÉTELI FELADATOK (1997)

Halmazállapot változások

Határfelületi jelenségek. Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 3. Általános anyagszerkezeti ismeretek. N m J 2

A tételek: Elméleti témakörök. Általános kémia

Oldódás, mint egyensúly

b./ Hány gramm szénatomban van ugyanannyi proton, mint 8g oxigénatomban? Hogyan jelöljük ezeket az anyagokat? Egyforma-e minden atom a 8g szénben?

Heterociklusos vegyületek

1. feladat Összesen: 10 pont. 2. feladat Összesen: 6 pont. 3. feladat Összesen: 18 pont

Az elektromos kettősréteg. Az elektromos potenciálkülönbség eredete, értéke és az azt befolyásoló tényezők. Kolloidok stabilitása.

KÉMIA Kiss Árpád Országos Közoktatási Szolgáltató Intézmény Vizsgafejlesztő Központ 2003

8. Osztály. Kód. Szent-Györgyi Albert kémiavetélkedő

KÉMIAI ALAPISMERETEK (Teszt) Összesen: 150 pont. HCl (1 pont) HCO 3 - (1 pont) Ca 2+ (1 pont) Al 3+ (1 pont) Fe 3+ (1 pont) H 2 O (1 pont)

R nem hidrogén, hanem pl. alkilcsoport

tema04_

T I T - M T T. Hevesy György Kémiaverseny. A megyei forduló feladatlapja. 8. osztály. A versenyz jeligéje:... Megye:...

Minta vizsgalap I. Karikázza be az egyetlen megfelelő válasz betűjelét! (10x1 pont) 1. Melyik sorban szerepel csak só?

Kémiai kötés. Általános Kémia, szerkezet Slide 1 /39

Laboratóriumi technikus laboratóriumi technikus Drog és toxikológiai

A hidrogénmolekula. Energia

Oldódás, mint egyensúly

KÉMIA. Kiss Árpád Országos Közoktatási Szolgáltató Intézmény Vizsgafejlesztő Központ 2003

7. osztály Hevesy verseny, megyei forduló, 2003.

100% = 100 pont A VIZSGAFELADAT MEGOLDÁSÁRA JAVASOLT %-OS EREDMÉNY: EBBEN A VIZSGARÉSZBEN A VIZSGAFELADAT ARÁNYA 40%.

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

KÉMIA TANMENETEK osztályoknak

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI FELVÉTELI FELADATOK 2004.

Halmazállapot változások. Folyadékok párolgása. Folyadékok párolgása

A hidrogénmolekula. Emlékeztető: az atompályák hullámok (hullámfüggvények!) A hullámokra érvényes a szuperpozíció (erősítés és kioltás) elve!

Kémiai alapismeretek 6. hét

a. 35-ös tömegszámú izotópjában 18 neutron található. b. A 3. elektronhéján két vegyértékelektront tartalmaz. c. 2 mól atomjának tömege 32 g.

KÉMIA 10. Osztály I. FORDULÓ

KÉMIA I. RÉSZLETES ÉRETTSÉGI VIZSGAKÖVETELMÉNY A) KOMPETENCIÁK

Kolloidkémia 5. előadás Határfelületi jelenségek II. Folyadék-folyadék, szilárd-folyadék határfelületek. Szőri Milán: Kolloidkémia

61. Lecke Az anyagszerkezet alapjai

1. feladat Összesen: 10 pont

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 2001

Kémiai kötés. Általános Kémia, szerkezet Slide 1 /39

Atomok. szilárd. elsődleges kölcsönhatás. kovalens ionos fémes. gázok, folyadékok, szilárd anyagok. ionos fémek vegyületek ötvözetek

3. változat. 2. Melyik megállapítás helyes: Az egyik gáz másikhoz viszonyított sűrűsége nem más,


Kémiai alapismeretek 3. hét

Minta feladatsor. Az ion képlete. Az ion neve O 4. Foszfátion. Szulfátion CO 3. Karbonátion. Hidrogénkarbonátion O 3. Alumíniumion. Al 3+ + Szulfidion

Szervetlen kémia I. kollokvium, (DEMO) , , K/2. Írják fel a nevüket, a Neptun kódjukat és a dátumot minden lapra!

m n 3. Elem, vegyület, keverék, koncentráció, hígítás m M = n Mértékegysége: g / mol elem: azonos rendszámú atomokból épül fel

Kémiai átalakulások. A kémiai reakciók körülményei. A rendszer energiaviszonyai

XXIII. SZERVES KÉMIA (Középszint)

Bevezetés a talajtanba VIII. Talajkolloidok

Kolloidstabilitás. Berka Márta 2010/2011/II

Átírás:

Kolloid állapotjelzık. Molekuláris kölcsönhatások. Határfelületi jelenségek: fluid határfelületek Dr. Berka Márta és Bányai István Debreceni Egyetem TEK Kolloid- és Környezetkémiai Tanszék http://dragon.unideb.hu/~kolloid/ 2010/2011/II. félév 2010. 02.11 1 2.óra

A kolloid rendszerek jellemzése 1. A rendszer diszperzitásfoka (azaz a méret) méreteloszlás (a fajlagos felület jelentısége) 2. Morfológia (alak, belsı szerkezet) Ez különleges, mert azonos méreteloszlás a végletekig különbözı tualjdonságokra vezet 3. A diszpergált részecskék térbeli eloszlása az inhomogenitás jelensége (heterogén rendszer inhomogenitása és homogenitása: fogalmak). 4. A részecskék közötti kölcsönhatás (meghatározza az elızıeket!) 2010. 02.11 2

Molekuláris kölcsönhatások A kolloid részecskék közötti kölcsönhatások eredete az egyedi molekulák kölcsönhatására vezethetı vissza. Megszabják a részecskék méretét, alakját, a rendszer stabilitását, valamint a» részecske/részecske» részecske/közeg,» közeg/közeg kölcsönhatást Párkölcsönhatások: két izolált ion vagy molekula közötti kölcsönhatások 2010. 02.11 3

Ionos és molekuláris kölcsönhatások Ion 1 - ion 2 (Coulomb) Ion 1 - permanens dipól 2 permanens dipól 1 - permanens dipól 2 permanens dipól 1 Indukált dipól 2 pillanatnyi dipól 1 - Indukált dipól 2 Taszítás Hidrogén-kötés (van der Waals) Hidrofil és hidrofób kölcsönhatás 2010. 02.11 4

Molekuláris kölcsönhatások Elıjel, vonzás (-), taszitás (+) Coulomb: ion-ion E Coul = ( ze) 1( ze) 2 1 4πε r 0 HT~50nm E id 1 2 = ( ze) 1µ 2 cosθ 1 4πε r 0 2 HT~1.5nm ion-dipól dipól-dipól Orientációs hatás a) T kicsi b) T nagy HT: Hatótávolság 2010. 02.11 5

Molekuláris kölcsönhatások dipól-dipól a) T kicsi, a konst. tartalmazza az elıjelet: +2 parallel, -2 antiparallel orientáció E dd 1 2 = konst. µµ 1 2 1 4πε r b) T nagyobb, szabadon rotáló dipólok, mindig vonzás: 0 Alacsonyabb hımérsékleten a vonzás rendezıdéshez vezethet! 3 HT~1.5nm E dd 1 2 = 2 µ µ 1 3 (4 πε ) 2 2 1 2 2 6 0 kbt r HT:Hatótávolság 2010. 02.11 6

Dipólmomentum, D Dipólmomentum molekula Debye molekula Debye molekula Debye HF 1.91 SO2 1.6 Metanol 1.7 HCl 1.05 CO 0.1 Etanol 1.7 HBr 0.79 CO2 0 Aceton 2.86 H 2 O 1.85 Fenol 1.45 H 2 S 0.93 NH 3 1.46 1D= 3.33 10-30 Cm Permanens dipól 1 -indukált dipól 2 ( 2 2 α µ + α µ ) Indukciós hatás, mindig vonzás 1 2 2 1 E id Polarizálhatóság, α 1 2 ~ (4 πε ) 0 1 r 2 6 Polarizálhatóság He 0.2 CO 1.65 CH 2 =CH 2 4.3 H 2 0.81 H 2 O 1.44 C 2 H 6 4.5 Ar 1.63 O 2 1.6 C 6 H 6 10.3 Xe 4 Cl 2 4.6 α 30 3 NH 3 2.3 CCl 4 10.5 10, m CH 4 2.6 4πε 2010. 02.11 7 A polarizálhatóság nı a mérettel, tf. dimenzió (benzol!) He? 0

pillanatnyi (indukált) dipól 1 -indukált dipól 2 (LONDON 1930) diszperziós kölcsönhatás, mindig vonzás I az ionozációs energia E ti 1 2 2 II 1 2 αα 1 2 1 = 2 6 3 I + I (4 πε ) r 1 2 0 London-féle diszperziós kölcsönhatás egyetemleges!! HT~0.4nm A London erık nınek a moláris tömeggel. (Számos folyadéksajátság arányosan változik a molekulatömeggel: fagyáspont, forráspont, gıznyomás, felületi feszültség, viszkozitás) Összeadódik sok molekulából álló testre! Gıznyomás: CH 3 Cl <CH 2 Cl 2 < CHCl 3 <CCl 4 A London erık függnek az alaktól is. Pl. párolgáshı: pentán> izopentán> neopentán 2010. 02.11 8

Összevonva az indukciós, orientációs és diszperziós kölcsönhatásokat azonos molekulákra: β 6 EA ~ β 11, Boer és Hamaker makro fázisra A: Hamaker állandó, összegzi a párkölcsönhatások energiáját q részecskére (gömb-göm, gömb-sík stb) 2 A ~ q β β 11 10 77 Jm 6 r J CCl4 4.41 Etanol 3.4 Benzol 4.29 Cl-benzol 7.57 F-benzol 5.09 Toluol 5.16 víz 1.82 Compound µ Debye α orientation induction dispersion CCl4 0 10.7 0 0 100 Ethanol 1.73 5.49 42.6 9.7 47.6 Benzene 0 10.5 0 0 100 Water 1.82 1.44 84.8 4.5 10.5 2010. 02.11 9 %

London-féle diszperziós kölcsönhatás Összeadódik sok atomból álló molekulára vagy sok molekulából álló testre! Függ az alaktól is! Telitett gıznyomás: CH 3 Cl <CH 2 Cl 2 < CHCl 3 <CCl 4 az alaktól is függ: 2010. 02.11 10

E tot Vonzás Taszítás Molekuláris kölcsönhatások taszitás E konst. r β r 11 tot ~, n m vonzás r min pl. metán 0.42 nm J Mie-egyenlet n=12 m=6 Lenard-Jones 2010. 02.11 11

Hidrogénkötés Ez egy donor-akceptor kölcsönhatás, a H atom kovalensen kötıdik egy erısen elektronegatív kismérető atomhoz és egy hasonlóan elektronegatív atom kötetlen elektron párjához, mint pl. O, N, F, Cl. Asszociációra hajlamos molekulák, ecetsav, cibotaktikus, paraffin, benzol (diszperzios). Hidrofób kölcsönhatás Egy szokatlanul erıs kölcsönhatás hidrofób molekulák vagy molekularészek között vizes közegben. (Ez erısebb, mint ha közeg nélkül lenne ) Termodinamikai kölcsönhatás, megtöri a víz szerkezetét. Kalitka effektus. Hidrofil molekulák erısen polárisak, és többnyire H kötésre hajlamosak 2010. 02.11 12

példák Name Formula Solubility Methanol CH 3OH miscible Ethanol C 2H 5OH miscible Propanol C 3H 7OH miscible Butanol C 4H 9OH 0.11 Pentanol C 5H 11OH 0.030 Hexanol C 6H 13OH 0.0058 Heptanol C 7H 15OH 0.0008 Van egy lánchossz amely fölött a hidrofób jelleg megnı, mivel nagyon megtöri a hidrogén kötéseket a vízben. Azok az alkoholok amelyek alkil csoport mérete ezen felül van már nem oldhatóak vízben*. 2010. 02.11 13 *Crowe, J.:Chemistry for the Biosciences Oxford UP. ISBN 0-19-928097-5, 2006

A vízoldható vegyületek molekulái és a víz molekulák korlátlanul elegyednek. Ha a vegyület nem vízoldható, a molekulái nem elegyednek korlátlanul a vízzel, hanem a kétféle molekula elválasztódik. Elıfordul, hogy kis mennyiség oldódik, míg a nagyobb rész az oldat tetején úszik. 2010. 02.11 14

ion-dipól Ionok hidratációja. Az ionok és a víz molekulák hidratációja ion-dipól kölcsönhatás, amely a töltések és a dipólusos víz molekula között jön létre. 2010. 02.11 15

Példák Az alkoholok poláris molekulák. Az elektronok a nagy elektronegativitású oxigén atom felé tolódnak, torzítva molekula mint egész elektron eloszlását. Következésképpen a molekula poláris. Az alkohol molekulák hidrogén kötésre képesek a vízzel és egymással. 2010. 02.11 16 *Crowe, J.:Chemistry for the Biosciences Oxford UP. ISBN 0-19-928097-5, 2006

Példák A polipeptidek hidrofil és hidrofób részekbıl állnak. A sötétebben jelzett hidrofób részek elfordulnak a vizes környezettıl; ezt az elrendezıdést a szorosabb elhelyezkedéső hidrofób részek közötti diszperziós kölcsönhatás stabilizálja. 2010. 02.11 17 *Crowe, J.:Chemistry for the Biosciences Oxford UP. ISBN 0-19-928097-5, 2006

Samples Különbözı nem-kovalens erık, amelyek hathatnak egy polipeptidben. 2010. 02.11 18 *Crowe, J.:Chemistry for the Biosciences Oxford UP. ISBN 0-19-928097-5, 2006

A nagy molekulák alakja A fehérje szerkezete: 1 kémiai + 3 kolloid Összefüggés az elsıdleges és másodlagos szerkezet között. A hajtogatott szerkezet kialakulása függ az elsıdleges szerkezettıl. A másodlagos szerkezetet a hidrogén kötés stabilizálja. 2010. 02.11 19

A közeg hatása A ph változása befolyásolja a protein töltését, ezen keresztül az oldhatóságát és alakját! 2010. 02.11 Az izoelektromos pontban a leginkább izometrikus 20 (gombolyodott) és legkevésbé hidratált.