korlátozó szakasz
Amint a fentiekben már tárgyaltuk, a hagyományos megközelítés az, hogy leírja a kinetikai aránya kémiai reakciók a mikrodiszpergált rendszerekben (micellák, mikroemulziók, stb) számos jelentős korlátai. Beszéljétek egyikük kapcsolódó sztochasztikus természete, amelyek a folyamat kis rendszerek, már fordított előadás 3. Egy másik fontos korlátozás az, hogy a kémiai reakció sebessége az ilyen rendszerekben általában sebessége korlátozza intermicelláris cserefolyamatok, inkább, mint az arány a reakció térfogatban mikroreaktor (azaz képernyő maga micellák). Következésképpen, a reakció függvényében molekuláris eloszlás a micellák reaktánsok lesz lényegesen eltér egy egyszerű véletlenszerű eloszlás. Ebben az esetben, a súlypont a kinetikai jellemzése a kémiai folyamat átkerül a funkciók intermicelláris csere mechanizmus.
Becsüljük meg a karakterisztikus idők a kémiai reakciót a micellák és hasonlítsa össze őket a megfelelő értékeket meghatározó intermicelláris csere folyamat sebességét. Feltételezhetjük, hogy a reakció sebessége határozza meg a diffúziós a reagáló molekulák. Az előző előadás valószínűsége elemi okmány kémiai reakció jellemzi a k értékét, a fizikai jelentését, amely átlagosan üléseinek gyakorisága a két részecske időegységenként. Ez függ a jellemzői a micellák és a tulajdonságait a reagáló részecskék. Becsüljük meg a k értékét a micella. Tekintsük két molekula diffundáló belsejében micellák, amely egy sugarú gömb Rm. és hagyja, hogy r0 az összege sugarak ezen molekulák. Tegyük fel, hogy egy molekula van rögzítve központjában micella és a másik elterjedt egész kötetet. A karakterisztikus idő érték találkozó két molekula micellák képernyőre található a kezdeti időben az r távolságban egymástól, a becslések szerint az átlagos idő elérni a belső határ a diffúziós mozgást helyszínen részecskék által határolt térben két koaxiális a területeken, ahol a sugár a külső gömb sugarával megegyező micellák és a belső gömb sugara megegyezik az összeg a sugarak a kölcsönható molekulák.
A differenciálegyenlet megtalálásához formájában
az alábbi peremfeltételeket:
ahol D - együtthatója kölcsönös diffúziója a reagáló molekulák. A második határoló feltétel megfelel egy visszaverő fali, amely a határon a micellák.
Előállítása (1) egyenlet, a peremfeltételek (2), hogy
átlagolással az összes lehetséges kiindulási értékeit r, azt találjuk, hogy amennyiben
A jellemző paraméter értékek a valós mikroemulziók és a micelláris rendszerek, amelyek tág határok között változhat (D
110 nm), azt látjuk, hogy a k-érték között változhat megrendelések nekolko 10 május 10. 8 s -1.
Összehasonlításképpen, az értékelést a karakterisztikus idők intermicelláris cseréjét a reagáló molekulák. Tegyük fel, hogy a csere eredményeként következik be ütközés micellájú egymással. Ez lehet becsülni a gyakorisága ütközése micellák oldatban a termék a jellemző értékeinek micella koncentrációt a sebességi állandóját diffúzió-kontrollált folyamatban azok ütközés. A szám egységnyi térfogatú micellát széles határok között változhat attól függően, hogy a felületaktív anyag koncentrációja. Meg lehet tekinteni, mint egy hozzávetőleges átlagos értékét, hogy az arány a CMC a száma micellák aggregáció. Jellemző értékei a koncentrációja micellák nagyságrendű 10 -3 10 -5 mol / l, és megszoroztuk ezt az értéket a jellemző érték a sebességi állandóit diffúzió-kontrollált folyamatok oldatban, azaz a sorrendben szeptember 10-i 10 10 L mol -1 s -1. Kapunk egy értéket intermicelláris csere frekvenciáján 10 március 10 7 s -1. Az Exchange szolubilizáljuk molekulák is sor kerülhet közvetlenül a diszperziós közegben. Ebben az esetben, a jellemző gyakorisága ütközések a molekulák közepes egyetlen micella meghatározva a termék a sebességi állandó diffúziós szabályozott folyamat, molekulák koncentrációja a közegben. Tekintettel arra, hogy, mint egy szabály, hogy a szolubilizált molekula liofil képest a diszperziós közegben, azaz a azok koncentrációja a közegben ne haladja meg a koncentráció a micellák, cseréjére középfrekvenciás révén nyert azonos jelentésű, mint a intermicelláris csere.