WYZNACZANIE IZOTERMY ADSORPCJI BĘKITU METYLENOWEGO ORAZ POWIERZCHNI WŁAŚCIWEJ śelu KRZEMIONKOWEGO

Transkrypt

1 Ćwiczeie r III S WYZNACZANIE IZOTERMY ADSORPCJI BĘKITU METYLENOWEGO ORAZ POWIERZCHNI WŁAŚCIWEJ śelu KRZEMIONKOWEGO I. Cel ćwiczeia Cele ćwiczeia jet wyzaczeie izotery adorpcji Laguira błękitu etyleowego a Ŝelu krzeiokowy oraz powierzchi właściwej adorbetu w oparciu o pojeość oowartwy wyzaczoej z liiowej potaci izotery. II. Zagadieia wprowadzające. Pojęcie adorpcji (adorpcja fizycza i adorpcja cheicza). 2. Adorpcja urfaktatu a graicy faz ciało tałe roztwór urfaktatu. 3. Izotery adorpcji a graicy faz ciało tałe roztwór - izotera Laguira, - izotera Gu i Zhu. 4. Poiar powierzchi właściwej ciał tałych. 5. Barwiki w koetyce: barwa, barwiki, aturale barwiki toowae w koetyce, koetyki kolorowe. Literatura obowiązująca:. J. Ościk, Adorpcja, PWN Warzawa, 979, tr. 5 7, 54 66, J. Marcikiewicz-Saloowiczowa, Zary cheii i techologii koetyków, Politechika Gdańka, Gdańk, A. Marzec, Cheia koetyków, urowce, półprodukty, preparatyka wyrobów, Toruń, 2005.

2 III.. Pojęcie adorpcji III. Część teoretycza Adorpcją azyway zjawiko wytępujące a graicy dwóch faz, polegające a powtawaiu róŝic poiędzy przecięty kłade wętrza faz a kłade wartw przylegających do powierzchi. Subtacja ulegająca orpcji (adorbat) zajduje ię ajczęściej tylko w jedej z faz objętościowych (fazie gazowej lub ciekłej) i dlatego proce adorpcji opiuje ię tylko jako podział daej ubtacji poiędzy jedą fazę objętościową i fazę powierzchiową. Adorpcja zachodzi prawie zawze w przypadku zetkięcia ię gazów lub cieczy z fazą tałą (adorbete). W zaleŝości od rodzaju ił utrzyujących cząteczki zaadorbowae a powierzchi ciała tałego wyróŝiay: adorpcję fizyczą uwarukowaą iłai oddziaływań iędzycząteczkowych (va der Waala), adorpcję cheiczą (cheiorpcję) adorpcję pecyficzą, zachodzącą pod wpływe ił cheiczych. Adorpcję fizyczą charakteryzuje przede wzytki: iewielkie ciepło proceu adorpcji, odwracalość w odpowiedich warukach ciśieia i teperatury, tworzeie ię wartw adorpcyjych o grubości odpowiadającej kilku średico cząteczek adorbatu. Adorpcję cheiczą cechuje atoiat duŝe ciepło adorpcji, tego aego rzędu co ciepło reakcji cheiczej, bardzo trude uuwaie wartw adorpcyjych, będących z reguły jedocząteczkowyi. III. 2. Adorpcja urfaktatu a graicy faz ciało tałe roztwór urfaktatu Surfaktaty (związki powierzchiowo czye) to ubtacje o pecyficzych właściwościach wyikających z ich budowy cheiczej. Cząteczka urfaktatu zbudowaa jet bowie z dwóch części róŝiących ię właściwościai: hydrofilowej głowy i hydrofobowego ogoa. Ry.. Scheat budowy cząteczki urfaktatu Dzięki wojej charakterytyczej budowie urfaktaty wykazują w roztworach wodych wiele właściwości, określaych jako aktywość powierzchiowa. Wyika oa ze zdolości 2

3 cząteczek urfaktatu do groadzeia ię w obzarze iędzyfazowy, co przejawia ię przede wzytki obiŝeie apięcia powierzchiowego roztworów wodych i apięcia iędzyfazowego. Tworząca ię wartwa adorpcyja łuŝy jako łączik poiędzy fazai ierozpuzczalyi (p. woda-olej). Wartwa adorpcyja tworzy ię kozte cząteczek rozpuzczoych w roztworze, które ze względu a iewielkie powiowactwo do rozpuzczalika tarają ię wydotać z roztworu kierując ię ku powierzchi, gdzie atępuje ich orietacja. Powierzchia ie oŝe ię jedak w iekończoość wzbogacać w cząteczki urfaktatu i dla kaŝdego urfaktatu oiąga ię pewe tęŝeie graicze (graiczą gętość powierzchiową) odpowiadające taowi rówowagi poiędzy przepływe cząteczek z roztworu do powierzchi i z powierzchi do roztworu. PowyŜej tego tęŝeia w roztworze zaczyają ię tworzyć icele, poiewaŝ części ierozpuzczale urfaktatu łącza ię ze obą tak, aby ieć ajiejzą powierzchię tyku z fazą, do której ie ają powiowactwa. Makyalą gętość powierzchiową uzykuje ię więc wówcza, gdy powtają pierwze icele. Aktywość powierzchiowa jet bezpośredią koekwecją ayetryczej budowy cząteczek urfaktatów, które w odiey poób zachowują ię w touku do róŝych faz taowiących day układ. Dodatek urfaktatu do układu zawierającego dwie ieiezające ię ze obą fazy powoduje powtaie wartwy adorpcyjej. Od rodzaju tworzącej ię wartwy adorpcyjej i topia jej zagęzczeia zaleŝy zaadicze działaie środka powierzchiowo czyego jako środka piorącego, yjącego, eulgującego, piaotwórczego, zwilŝającego, dypergującego. Właściwości wartwy adorpcyjej zaleŝą główie od: rodzaju grupy hydrofilowej, rodzaju grupy hydrofobowej, rówowagi iędzy właściwościai hydrofobowyi i hydrofilowyi, połoŝeia grupy hydrofilowej w cząteczce, tęŝeia roboczego, teperatury. W przypadku adorpcji urfaktatu a graicy faz ciało tałe roztwór itereujące jet, aby określić: ilość urfaktatu zaadorbowaego a jedotkę ay tałego adorbetu, tj. tęŝeie powierzchiowe urfaktatu (adorbatu) w daej teperaturze, poiewaŝ jet oa iarą pokrycia powierzchi adorbetu i ziay tej powierzchi przez adorpcję, rówowagowe tęŝeie urfaktatu w fazie ciekłej, koiecze do oiągięcia daego tęŝeia urfaktatu a graicy faz w daej teperaturze, poiewaŝ jet oo iarą kuteczości adorpcji urfaktatu, tęŝeie urfaktatu a adorbecie, odpowiadające wyyceiu powierzchi w daej teperaturze, poiewaŝ określa oo efektywość adorpcji urfaktatu, orietację cząteczek lub joów zaadorbowaego urfaktatu i ie paraetry, które ogą rzucić światło a echaiz jego adorpcji, poiewaŝ zajoość echaizu 3

4 pozwala przewidzieć jak urfaktat o daej trukturze cząteczkowej będzie adorbował ię a graicy faz, wpływ adorpcji a ie właściwości adorbetu. III. 3. Izotery adorpcji a graicy faz ciało tałe-ciecz Izotera adorpcji jet ateatyczy wyraŝeie opiujący zaleŝość poiędzy tęŝeie adorbatu a graicy faz, a jego tęŝeie rówowagowy w fazie ciekłej. Jet oa uŝytecza do opiu adorpcji a graicy faz ciało tałe-ciecz, poiewaŝ z izotery adorpcji oŝey otrzyać więkzość potrzebych iforacji. Fudaetale rówaie izotery adorpcji pozwalające a obliczaie ilości jedego ze kładików (kładik ) badaego roztworu zaadorbowaego a tały adorbecie zotało podae w 973 roku przez Arcyard a i a potać: o x = x2 2 x () gdzie o - całkowita liczba oli przed adorpcją, x = x,0 x kładika przed adorpcją, x, 2 adorpcyjej, - aa adorbetu w graach,, x, 0 - ułaek olowy x - ułaki olowe kładików i 2 w rówowadze, 2 - liczba oli kładików i 2 zaadorbowaych przez jedotkę ay adorbetu w rówowadze adorpcyjej. JeŜeli jedy kładikie fazy ciekłej (rozcieńczoy roztwór urfaktatu) jet urfaktat (kładik ), który zaczie iliej adorbuje ię a tały adorbecie iŝ rozpuzczalik (kładik 2), wtedy o x, gdzie jet to ubytek liczby oli kładika w roztworze i 0 i x 2. Stąd: 2 C V = = (2) gdzie C = C,0 C, C, 0 - tęŝeie olowe (w olach/litr) kładika przed adorpcją w fazie ciekłej, C - tęŝeie olowe kładika (urfaktat) w rówowadze adorpcyjej, w fazie ciekłej i V - objętość fazy ciekłej w d 3. W celu określeia z odpowiedią dokładością, aleŝy wyzaczyć wartość C, tj. ziaę tęŝeia olowego roztworu urfaktatu pod wpływe adorpcji, która ui być zacza w porówaiu do C, 0 (tęŝeie początkowe). Dlatego tały adorbet ui poiadać duŝą powierzchię przypadającą a jedotke ay (p. dotateczie rozdrobioy). Dla rozcieńczoych roztworów urfaktatów liczbę oli związku powierzchiowo czyego zaadorbowaych przez jedotkę ay oblicza ię ze tęŝeia ubtacji rozpuzczoej w fazie ciekłej przed i po ziezaiu roztworu z dotateczie rozdrobioy tały adorbete i wytrząaiu do oiągięcia rówowagi adorpcyjej. Natępie wykreśla ię zaleŝość od C, aby otrzyać izoterę adorpcji. Do określeia ziay tęŝeia urfaktatu w proceie adorpcji ogą być toowae róŝe techiki aalitycze. Gdy zaa jet powierzchia jedotkowa ay adorbetu a, w 2 /g (powierzchia właściwa) oŝa obliczyć tęŝeie powierzchiowe urfaktatu wzoru: C ze 4

5 C CV = (3) a x W przypadku ciał tałych, których ie oŝa dotateczie rozdrobić tęŝeie powierzchiowe urfaktatu wyzacza ię iekiedy z poiarów kąta zwilŝaia. Wówcza izoterę adorpcji oŝa wykreślić z zaleŝości C od C. Powierzchia adorbetu zajowaa przez jedą cząteczkę urfaktatu oŝe być obliczoa z rówaia: gdzie N jet liczbą Avogadro. 6 0 a = (4) NC Powzechie toowaą izoterą adorpcji urfaktatów z roztworów a powierzchi ciał tałych jet podaa w 98 roku izotera Laguira: C CC = (5) C + a gdzie C - akyale tęŝeie powierzchiowe urfaktatu, w ol/c 2 w oowartwie adorpcyjej, C - tęŝeie urfaktatu w fazie ciekłej w rówowadze adorpcyjej, a - tała o o = [ 55,3exp( G / RT )] w ol/l, w teperaturze pokojowej i G - woboda eergia adorpcji dla iekończeie rozcieńczoego roztworu. Wykre izotery adorpcji Laguira przedtawioo a ry. 2. Ry. 2. Izotera adorpcji Laguira Do wyprowadzeia izotery adorpcji Laguir załoŝył, Ŝe a powierzchi adorbetu zajduje ię określoa liczba iejc aktywych. Na kaŝdy z tych iejc oŝe zaadorbować ię tylko jeda cząteczka adorbatu. Zgodie z ty załoŝeie, a graicy faz powia utworzyć ię jedocząteczkowa (ooolekulara) wartwa adorpcyja. Siły wiąŝące adorbat z adorbete ogą być atury fizyczej lub cheiczej, jedak a tyle ile, aby cząteczki ie ogły przeiezczać ię po powierzchi adorpcja zlokalizowaa. Stoując rówaie izotery adorpcji Laguira aleŝy paiętać, Ŝe powiy być pełioe atępujące waruki:. adorbet jet hoogeiczy, 5

6 2. rozpuzczalik i ubtacja rozpuzczoa ają jedakowe olowe powierzchie, 3. faza powierzchiowa i objętościowa zachowują ię jak fazy ideale (tj. ie a oddziaływań poiędzy rozpuzczalikie a ubtacją rozpuzczoą w Ŝadej z faz), 4. adorpcyjy fil jet oowartwowy. Adorpcja wielu urfaktatów a powierzchi ciał tałych oŝe być opiaa rówaie Laguira awet wtedy, gdy ie wzytkie wyieioe ograiczeia ą pełioe. W przypadku, gdy adorpcję urfaktatu z roztworu a powierzchi ciała tałego opiuje rówaie izotery Laguira, określając wartości C oŝa obliczyć powierzchię zajowaą przez zaadorbowaą cząteczkę lub jo w aycoej oowartwie i wobodą eergię adorpcji z roztworu iekończeie rozcieńczoego. W celu określeia, czy adorpcja pełia rówaie Laguira i czy oŝa go zatoować do obliczeia wartości C, aleŝy rówaie izotery Laguira przekztałcić do potaci liiowej: C C a = + (6) C C C lub Wykre C C / C względe / i przeciającą oś y przy C CC C a = + (7) C (rówaie 6) powiie być liią protą o achyleiu rówy a / C powiie być liią protą o achyleiu rówy. Alteratywie, wykre a / i pukcie przecięcia C / C / C względe / (rówaie 7). W przypadku, gdy ie jet zaa powierzchia właściwa tałego adorbetu oŝa określić a podtawie rówaia izotery adorpcji Laguira wartość, korzytając z atępującej potaci tego rówaia: Potać liiowa rówaia (8) jet atępująca: lub C C C = (8) C + a C a = + (9) a = + (0) C Z rówań (5) i (8) wyika odpowiedio, Ŝe a = C wtedy gdy C = C / 2 lub gdy = / 2. Zate tałą a w rówaiu izotery Laguira oŝa wyzaczyć rówieŝ wykreślając C lub w fukcji C. StęŜeie rówowagowe urfaktatu w fazie objętościowej, przy który oiąga ię jego tęŝeie odpowiadające połowie tęŝeia aycoej oowartwy ( C = C / 2 lub, gdy = / 2 ), rówe jet tałej o a ( a = [ 55,3exp( G / RT )] ). Stałą tę w teperaturze pokojowej opiuje zaleŝość: 6

7 o G log a =.74 () 2.303RT Z rówaia () wyika, Ŝe -log a jet fukcją ziay wobodej eergii układu powodowaej przeieieie ola urfaktatu z fazy objętościowej do fazy powierzchiowej. Zate w przypadku, gdy adorpcja a graicy faz ciało tałe-roztwór pełia rówaie izotery adorpcji Laguira wielkość log a jet wygodą iarą kuteczości adorpcji urfaktatu. Fakt, Ŝe wyiki ekperyetale proceu adorpcji ogą być opiae za poocą rówaia Laguira ie dowodzi, Ŝe wzytkie waruki koiecze do jego zatoowaia ą pełioe. MoŜa awet powiedzieć, Ŝe w przypadku urfaktatów wzytkie waruki (zczególie ieobecość boczych oddziaływań) ie ą prawie igdy pełioe. Poio tego, rówaie Laguira opiuje wiele układów adorpcyjych ciało tałe-roztwór urfaktatu z powodu wzajeej kopeacji wpływu wielu czyików a kztałt izotery adorpcji. Do czyików wpływających a kztałt izotery adorpcji oŝey zaliczyć:. Micelizację urfaktatu. Powoduje oa płazczeie izotery adorpcji poiŝej tęŝeia rówowagowego w fazie objętościowej odpowiadającego aycoej wartwie adorpcyjej, poiewaŝ iewielki wzrot aktywości urfaktatu w fazie ciekłej powoduje icelizację. 2. Powierzchiowy potecjał. W przypadku powierzchiowego potecjału tego aego zaku, co jo powierzchiowo czyy urfaktatu oberwujey padek adorpcji uwidacziający ię ziejzoy achyleie izotery adorpcji. Natoiat, gdy potecjał powierzchiowy jet przeciwego zaku do jou urfaktatu widoczy jet zaczy wzrot adorpcji i ty ay wzrot achyleia izotery adorpcji. 3. Heterogeiczość powierzchi adorbetu. Izotera adorpcji urfaktatu a wyokoeergetyczych cetrach a powierzchi adorbetu jet o więkzy achyleiu aiŝeli a ikoeergetyczych cetrach. 4. Oddziaływaia bocze. W układach, w których wytępują przyciągające oddziaływaia poiędzy cząteczkai lub joai urfaktatów, achyleie izotery taje ię bardziej troe i oŝe oo być kztałtu litery S lub chodkowego. Izoterę adorpcji kztałtu litery S, Gu i Zhu wyjaśiają za poocą dwuetapowego echaizu adorpcji. W pierwzy etapie adorbują ię pojedycze cząteczki lub joy urfaktatu a powierzchi ciała tałego, atoiat w drugi adorbują ię agregaty powtałe wkutek ilych oddziaływań hydrofobowych iędzy cząteczkai urfaktatu, powodujących zaczy wzrot adorpcji. Izoterę Gu i Zhu, w kztałcie litery S opiuje rówaie: Γ KC Γ (2) = ( + KC ) gdzie Γ - adiarowe tęŝeie urfaktatu w wartwie powierzchiowej, Γ - graicze tęŝeie urfaktatu w wartwie powierzchiowej, K tała rówowagi powierzchiowego proceu agregacji i średia liczba agregacji powierzchiowych agregatów. Rówaie (2) oŝe być przekztałcoe do potaci: 7

8 Γ log + = log K log C ( Γ Γ ) Γ Z wykreu zaleŝości log od C oŝa określić zarówo K jak i. Γ Γ Rówaie (2) taje ię rówaie izotery adorpcji Laguira w potaci: Γ KC (3) Γ = (4) ( + KC ) jeśli K = / a i =. W przypadku, gdy zachodzi proce agregacji a powierzchi ciała tałego tała a jet więkza od jedości. Izotery adorpcji zaieczyzczoych urfaktatów a heterogeiczych i zaieczyzczoych adorbetach częto przechodzą przez akiu adorpcyje lub wkazują a wielowartwową adorpcję. Oczyzczeie urfaktatów i powierzchi adorbetów eliiuje zjawiko wytępowaia akiu a izoterie adorpcji. III. 4. Poiar powierzchi właściwej ciał tałych etodą adorpcji barwików, opartą a rówaiu izotery adorpcji Laguira Spośród wielu etod wyzaczaia powierzchi właściwej dość częto touje ię etodę adorpcji barwików, tj. Poo 2R, Ŝółcień aftolowa, błękit etyleowy i ie. Itota poiaru polega a adorpcji barwika z erii roztworów o wzratający tęŝeiu a określoej ilości adorbetu, ozaczeiu ubytku barwika w pozczególych roztworach i wykreśleiu izotery adorpcji. Rówaie adorpcji Laguira podaje zaleŝość adorpcji rzeczywitej od tęŝeia, podcza gdy dla adorpcji z roztworu doświadczalie oŝey wyzaczyć wielkość adorpcji adiarowej. Nie jet jedak duŝy błęde załoŝeie, Ŝe przy adorpcji z roztworów rozcieńczoych wielkość adorpcji adiarowej i rzeczywitej jet praktyczie jedakowa. Najwięcej zatrzeŝeń budzi załoŝeie, Ŝe adorbet pokryty jet zczelie ooolekularą wartwą, poiewaŝ powierzchia adorbetu jet porowata i ie jet rówocea pod względe eergetyczy. ZatrzeŜeia te potwierdzają rówieŝ wyiki doświadczale, gdyŝ wielkości powierzchi właściwej otrzyae tą etodą ą a ogół iŝze w touku do iych etod, p. etody deorpcji cieplej azotu. Na Ry. 3. przedtawioo liiową potać rówaia izotery adorpcji Laguira, uoŝliwiającą wyzaczeie tałych i a. 8

9 C / tgα=/ α a/ C Ry. 3. Wyzaczeie tałych rówaia izotery adorpcji Laguira Wielkość, wyraŝoa w ol/g, azywaa jet pojeością oowartwy. JeŜeli przez ozaczyy liczbę oli ubtacji zaadorbowaej a powierzchi adorbetu o aie, a liczbę oli daej ubtacji potrzebą do utworzeia a tej aej ilości adorbetu jedocząteczkowej wartewki, to pokrycie powierzchi oŝa zapiać: Wykreśleie początkowej θ = (5) C / jako fukcji c daje liię protą o wpółczyiku kątowy a czyli: i rzędej = tg α czyli = (6) tg α Wielkość wyzaczoa w oparciu o powyŝze rówaie pozwala ozaczyć powierzchię właściwą adorbetu S ( 2 /g), jeŝeli zaa jet powierzchia zajowaa przez cząteczkę w oowartwie, czyli ω (dla błękitu etyleowego ω = ) z rówaia: III. 5. Barwiki w koetyce S = N ω (7) Koetyki kolorowe ą to wzytkie preparaty koetycze związae bezpośredio z upiękzaie twarzy lub korektą jej wad. Do grupy tej aleŝą iedzy iyi pudry, róŝe, kredki do warg, cieie do oczu, tuze itp. III. 5.. Barwa Barwa jet wraŝeie wzrokowy powtający w wyiku elektywego pochłaiaia lub odbijaia proieiowaia widzialego, bądź eiji tego proieiowaia przez obiekt określay jako zabarwioy. W widie światła widzialego wyróŝia ię trzy obzary: błękitu ( ), 9

10 zielei ( ), czerwiei ( ). JeŜeli wiązka światła widzialego padającego a day obiekt zotaie całkowicie odbita, przediot potrzegay jet jako biały. Natoiat, gdy zotaie całkowicie zaaborbowaa, jako czary. W przypadku częściowej aborpcji proieiowaia świetlego przediot potrzegay jet jako barwy. Jego barwa jet barwą proieiowaia odbitego. Jeśli przediot aborbuje światło widziale w zakreie , to wyda a ię czerwoy. W praktyce ie touje ię światła barwego, lecz ciała barwe, pigety, które poiadają właściwość elektywego odbijaia światła lub barwiki, które po wprowadzeiu do roztworu przepuzczają tylko określoy zakre światła. III Barwiki Pod względe fizykocheiczy barwiki dzieli ię a:. Barwiki rozpuzczale w wodzie. Charakteryzują ię oe obecością ugrupowań wolotwórczych, powodujących rozpuzczalość związku w wodzie ole alkalicze kwaów ulfoowych lub ole ai, p. oraŝ II, CJ Barwiki rozpuzczale w tłuzczach. Mogą być rozpuzczale w iektórych rozpuzczalikach polarych, a takŝe iepolarych. Ich cechą charakterytyczą jet obecość grup: itrowej, alkilowej, alkokylowej, alkiloaiowej. 3. Pigety. Są to ubtacje barwe, ierozpuzczale. WyróŜia ię pigety orgaicze i ieorgaicze. A. Pigety orgaicze pigety prawdziwe, p. idygo, ole pigetów azowych, p. rubi litolowy, laki pigety porządzoe z barwików rozpuzczalych przez oadzeie ich a ośiku ieorgaiczy o właościach adorpcyjych (p. uwodioy wodorotleek gliu), kopleky etalicze, p. ikiel-dietylogloky. B. Pigety ieorgaicze tleki etali (Fe, Cr, Z ), iarczay etali zie alkaliczych, p. BaSO 4, CaSO 4, krzeiay koplekowe, p. lazuryty, ole koplekowe, p. fiolet agaowy, błękit pruki. 0

11 Tabela. Wybrae pigety Nazwa zwyczajowa Skład BIAŁE Biel cykowa ZO Biel ołowiowa Pb(OH) 2 2PbCO 3 albo PbSO 4 2Pb(OH) 2 Biel tytaowa TiO 2 Gip CaSO 4 2H 2 O Biała glika (kaoli) Al 2 O 3 SiO 2 2H 2 O Talk 3MgO 4SiO 2 H 2 O Litopo ZS+BaSO 4 Kreda CaCO 3 Biel barytowa (biel trwała) BaSO 4 śółte śółcień chroowa PbCrO 4 +PbSO 4 śółcień cykowa ZCrO 4 śółcień kobaltowa (auerolia) K 3 [Co(NO 2 ) 6 ] H 2 O BRUNATNE Siea glika+fe 2 O 3 +MO 2 Sepia (z głowoogów) Bruat kaelki węgiel bruaty CZERWONE Czerwień kobaltowa Co 3 (PO 4 ) 2 Cyober HgS Kari (kozelia) Z owadów Coccu cacti Czerwień lakowa Kwa,3,6-trihydroky-9,00-atrachioo- 7-karbokylowy Miia, róŝ Satura Pb 3 O 4 FIOLETOWE Fiolet kobaltowy Co 3 (AO 4 ) 2, Co 3 (PO 4 ) 2 Fiolet agaowy (NH 4 ) 2 M 2 (P 2 O 7 ) 2 NIEBIESKIE Ceruleu (błękit ieba) CoSO 3 Błękit górki (azuryt) 2CuCO 3 Cu(OH) 2 Lazur ftalocyjaowy ftalocyjaia iedziowa ZIELONE Zieleń Guigeta (zieleń zaradowa) Uwodioy Cr 2 O 3 Zieleń lazurowa CuCO 3 2Cu(OH) 2 Malachit CuCO 3 Cu(OH) 2 CZARNE Czerń kota, petkowa, łoiwa, chińka, węgiel adza (czerń lapowa), grafit Czerń agaowa MO 2

12 Itote zaczeie w koetyce upiękzającej ają pigety perłowe. Są to orgaicze lub ieorgaicze pigety lub ich kobiacje aśladujące połyk aturalych pereł. Efekt połyku perłowego powtaje a kutek wielokrotego odbicia i załaaia jakieu ulegają proieie światła a liczych rówolegle zorietowaych, ciekich i przeświecających wartewkach ubtacji o wyoki wpółczyiku załaaia światła. Połyk orygialych pereł powodują licze, bardzo ciekie płytki węglau wapia. Z łuek ardyki, śledzia czy uklei uzykuje ię guaię (2-ai-6-hydrokypurya), której cząteczki aja trukturę blazkowatą, wartwową. Iy pigete perłowy ą blazki iki pokryte po obu powierzchiach tlekie tytau. Blazki iki adają płytkowy kztałt, a wartwy tleku tytau wyoki wpółczyik załaaia światła. Przy toowaiu pigetów perłowych efekty widocze ą dopiero po zorietowaiu cząteczek pigetu. W przypadku produktów ciekłych zorietowaie to uwidaczia ię juŝ w opakowaiu, atoiat w przypadku pudrów i produktów w forie ztyftu, połyk perłowy taje ię widoczy dopiero po aieieiu preparatu a kórę. Barwiki koetycze przezaczoe do przedaŝy powiy odpowiadać atępujący wyagaio: zajdować ię a liście pozytywej, tz. ieć dokładie określoą budowę i twierdzoą iezkodliwość dla orgaizu ludzkiego, odpowiadać aktualie obowiązujący oro czytości, główie pełiać wyogi akyalej zawartości areu, ołowiu i rtęci (A 0 pp, Pb 5 pp,) Wzytkie barwiki powiy zawierać a opakowaiu uer wg Colour Idex CI pozwalający zidetyfikować produkt pod względe cheiczy oraz uzykać iforacje do barwieia jakich wyrobów oŝe być tooway. Barwiki toowae w przeyśle koetyczy bada ię a zgodość barwy (porówaie z wzorce), zwilŝalość oleje rycyowy, odporość a kway i alkalia, rozpuzczalość oraz zawartość zaieczyzczeń. III. 5.3 Naturale barwiki toowae w koetyce Stoowaie barwików rośliych i zwierzęcych związae jet z początkai hitorii ludzkości. Badaia eticze ludów pierwotych wkazują, Ŝe uiejętości zdobieia właej kóry potykao a ajiŝzy zczeblu rozwoju człowieka. Alizarya z arzay łuŝyła prawdopodobie do barwieia tkaiy, którą wyłoŝoa była arka przyierza, jak rówieŝ do otrzyywaia zaków a płazczach krzyŝowców. Nazwa Feicja pochodzi od purpury otrzyaej ze śliaków - feicyy. Idygie wchodu barwioo zaty cearza juŝ 3000 lat przed azą erą. Do barwików aturalych zalicza ię: Atocyjay rozpuzczale barwiki wytępujące w oku koórkowy w kwiatach i jagodach, p. pelaroia z pelargoii zkarłatej, koracyjaia z cieej wiśi, abucya z jagody bzu, chryzateia z atru ziowego, violaia z bratka, eoia z czarych wiogro, itd. 2

13 Flawoy Ŝółte barwiki kwiatów, p. chryzypa wytępująca w pączkach róŝych odia topoli, trycya wytępująca w iektórych odiaach pzeicy, kaferol w błękitych płatkach delfiiu, kwercetya z dębu aerykańkiego. W dawych czaach w Europie toowao barwika rezedy (Reeda Lutea) azwaego luteolią. Katechiy, p. pega katechu, gabir, kio, khaki katechu, agrowe. Nazwa katechu pochodzi z Idii i ozacza ok (chu) z drzewa (kate). Brazylia i heatokylia pigety wytępujące w drzewie czerwoy. NajwaŜiejze odiay drzewa czerwoego to drzewo ferabukowe, drzewo brazylijkie, drzewo lia, drzewo ikaraguańkie (drzewo św. Marty), drzewo japońkie oraz czerwoe drzewo afrykańkie. Barwiki katoowe, p. Ŝółty barwik azyway getyzyą. Barwiki ketoowe lub chioowe, p. alizarya, kurkua otrzyaa z korzeia Curcua tictoria, koceilia pochodząca z wyuzoych aiczek plukwiaków gatuku Loccu cacti. Barwiki pirolowe, p. chlorofil. Idygo, dotarczae przez rośliy z gatuku Idigofera. Czyte idygo ie wytępuje w Ŝadej z rośli idygowych. Składikie rośliy dotarczający idyga jet ubtacja azywaa idykae, która przez utleieie tlee z powietrza przechodzi w idygo. Barwika tego uŝywali Egipcjaie do barwieia uii. Karoteoidy, które ą prowitaiai witaiy A. Barwiki feolowe i o budowie iezaej, p. kwa elagowy (Ŝółcień alizaryowa) uzykiwaa z orzezków galaowych lub przez utleieie kwau galuowego, hea (prozkowae uche liście Lawoia alba), oreille (barwik otrzyay z aku), epia ( uzoa i rozpuzczoa w alkaliach wydzielia atraetowych śliaków orkich). III. 5.4 Koetyki kolorowe Koetyki kolorowe ą to wzytkie preparaty koetycze związae bezpośredio z upiękzaie twarzy lub korektą jej wad. Do grupy tej aleŝą: Koetyki barwe do warg: kredki do warg, błyzczyki, koturówki. Środki do akijaŝu twarzy: pudry, płye podkłady, róŝe. 3

14 Środki do akijaŝu oczu: cieie, tuze, ołówki. Lakiery i ealie do pazokci. Szczególe wyagaia dotyczą barwików toowaych w produkcji koetyków do akijaŝu oczu. Ze względu a delikatą kórę okolicy oczu kładiki te uzą być wyokiej jakości. Barwiki w tych preparatach ą pochodzeia rośliego lub ą barwikai ieorgaiczyi, ieralyi, dobrze oczyzczoyi. 4

15 IV. Część doświadczala A. Aparatura i odczyiki. Aparatura: pektrofotoetr CECIL Sprzęt: kolby iarowe o pojeości 25 c 3 6 zt., butelki o pojeości 00 c 3 6 zt., pipety iarowe o pojeości 5 i 0 c 3, pipeta peła o pojeości 5 c 3 zt., kuwety platikowe 2 zt., pipetka platikowa do alewaia roztworu do kuwety. 3. Odczyiki: roztwór błękitu etyleowego do adorpcji o tęŝeiu M, roztwór błękitu etyleowego do krzywej wzorcowej o tęŝeiu M, wyuzoy Ŝel krzeiokowy 00 o uziarieiu ; Ŝel o aie ok. 0.5 g w zklaych apułkach. B. Progra ćwiczeia. Sporządzeie roztworów błękitu etyleowego do adorpcji i do krzywej kalibracyjej. 2. Ozaczeie dokładej ay Ŝelu krzeiokowego toowaego do adorpcji. 3. Przeprowadzeie proceu adorpcji w czaie 60 i. (kilkakrote iezaie zawartości butelek). 4. Wyzaczeie przy poocy pektrofotoetru wartości aborbacji roztworów do krzywej wzorcowej i roztworów zad adorbetu (roztwory po adorpcji). C. Obługa przyrządu I. Spoób uruchoieia pektrofotoetru CECIL 0 Ry. 4. Wyświetlacz pektrofotoetru CECIL 0 Włączyć pektrofotoetr do ieci przełączikie zajdujący ię z tyłu przyrządu (z lewej troy u góry) a 0 i. przed rozpoczęcie poiarów. Na wyświetlaczu pojawi ię api CAL, a atępie AUTO aparat zeruje ię autoatyczie. JeŜeli przed rozpoczęcie poiarów a wyświetlaczu pojawią ię cyfry przyrząd zerujey przycikie ZERO. 5

16 II. Utawiaie Ŝądaej długości fali. W gieździe pod etalową przykrywą uieścić platikową kuwetę (zakiętą przykrywką) z wodą detylowaą ciecz odieieia. Kuwetę aleŝy trzyać u góry i wtawiać do giazda zawze w jedy połoŝeiu ozaczoą kropką lub trójkąte do przodu. 2. Nacikając przycik READOUT podświetlić api z prawej troy wyświetlacza, a atępie przy poocy klawizy /+, utawić długość fali a 500 (odczekać 5, aŝ przyrząd utabilizuje ię). 3. Przycikie READOUT przejść a poiar aborbacji (podświetlić A) i aciąć przycik ZERO w celu utawieia zero aborbacji a wodę. 4. Wyjąć kuwetę z cieczą wzorcową, a a jej iejce wtawić kuwetę z ajbardziej tęŝoy roztwore do krzywej wzorcowej. Najbardziej dokłade poiary zaleŝości A = f (c) uzykuje ię, gdy pełioe jet prawo Laberta-Beera, czyli przy daej długości fali wartość aborbacji ie przekracza wartości. JeŜeli uzykaa wartość aborbacji przy długości fali 500 jet wyŝza iŝ, to aleŝy utawić ową długość fali tak, aby wartość aborbacji ie przekraczała. W ty celu powtórzyć czyości od puktu II- do II-4 zaczyając od długości fali, p III. Poiar aborbacji roztworów. Po utaleiu Ŝądaej długości fali wtawić kuwetę z wodą i przycikie READOUT podświetlić poiar A, a atępie wyzerować przyrząd przycikie ZERO. 2. Wyjąć kuwetę z wodą, a a jej iejce wtawiać kolejo kuwetę z roztwore poiarowy (od ajiejzego do ajwiękzego tęŝeia). 3. W czaie długotrwałych poiarów przy tej aej długości fali aleŝy co pewie cza prawdzać zero dla cieczy wzorcowej. 4. Po kończoych poiarach wyjąć kuwetę z giazda i bardzo dokładie wypłukać wodą detylowaą. 5. Wyłączyć przyrząd. D. Spoób wykoaia ćwiczeia. Adorpcja Z roztworu podtawowego o tęŝeiu M przygotować roztwory do adorpcji. W ty celu pobrać pipetą kolejo:, 2, 3, 4, 5 i 6 c 3 roztworu i przeieść do kolb iarowych o pojeości 25 c 3. Kolbki dopełić wodą detylowaą do kreki. Natępie przelać roztwory do zklaych butelek. Wyuzoy Ŝel krzeiokowy zajduje ię w zklaych apułkach. W celu określeia dokładej ay adorbetu aleŝy zwaŝyć a wadze aalityczej apułkę z zawartością, przeypać Ŝel do przygotowaego wcześiej roztworu i poowie zwaŝyć apułkę z korkie. 6

17 W celu oiągięcia rówowagi adorpcyjej kolbki z zawartością pozotawiay a okre h, wtrząając je co kilka iut. W ty czaie dokoujey poiaru aborbacji roztworów do krzywej wzorcowej. 2. Krzywa wzorcowa Z roztworu błękitu etyleowego o tęŝeiu M pobrać, 2, 3, 4, 5 i 6 c 3 roztworu i przelać do kolbek o pojeości 25 c 3. Roztwory w kolbach uzupełić wodą do kreki. 3. Poiar aborbacji Wyzaczyć aborbację roztworów do krzywej wzorcowej i roztworów po utaleiu rówowagi adorpcyjej według opiu pukt III Poiar aborbacji roztworów. Zapiać długość fali, przy której ierzoo aborbację. W celu wyzaczeia aborbacji roztworów po adorpcji aleŝy pobrać 5 c 3 roztworu zad adorbetu, przeieść do kolbki iarowej o pojeości 25 c 3 i uzupełić wodą do kreki. E. Opracowaie wyików i wioki. Sporządzić wykre krzywej wzorcowej (kalibracyjej) A = f (c ). 2. Metodą ajiejzych kwadratów wyzaczyć rówaie protej dla krzywej wzorcowej. 3. Na podtawie aborbacji roztworów po adorpcji wyzaczyć w oparciu o krzywą kalibracyją tęŝeia rówowagowe c. NaleŜy paiętać, Ŝe wyzaczoe tęŝeie po adorpcji aleŝy pooŝyć przez 5, poiewaŝ przy poiarach aborbacji roztwory rówowagowe rozcieńczoo 5-krotie. 4. Obliczyć ilość błękitu etyleowego zaadorbowaego a g Ŝelu krzeiokowego. Ilość barwika, zaadorbowaą a Ŝelu krzeiokowy ( ), dla pozczególych tęŝeń, obliczyć korzytając z zaleŝości: ( c c) V o = (8) gdzie: V objętość roztworu uŝytego do adorpcji (d 3 ), c o tęŝeie roztworu przed adorpcją (ol/d 3 ), c tęŝeie rówowagowe (ol/d 3 ), aa Ŝelu krzeiokowego (g). 5. Dla kaŝdego tęŝeia rówowagowego obliczyć c/ i porządzić wykre c/ = f(c). 6. Z kąta achyleia protej wyzaczyć pojeość oowartwy rówaie (6). 7. Zając pojeość oowartwy w oparciu o rówaie (7) policzyć powierzchię właściwą Ŝelu krzeiokowego S. 8. Uzykae wyiki przedtawić w tabelach: Tab.. Krzywa kalibracyja Nr kolbki StęŜeie, c (ol/d 3 ) Aborbacja, A 7

18 Tab. 2. Adorpcja Nr kolbki c o [ol/d 3 ] Aborbacja A c [ol/d 3 ] aa Ŝelu [g] [ol/g] c 9. Podać zalezioe wartości: pojeość oowartwy, powierzchię właściwą Ŝelu krzeiokowego. 0. Do opracowaia dołączyć wykre krzywej kalibracyjej i izotery adorpcji w potaci liiowej. 8