химический каталог




Курс физической химии. Том I

Автор Я.И.Герасимов

рого Г! = 0, не отличается от положения физической поверхности раздела. Так как d^ = RTd\n а2, где а2—активность компонента 2 в объеме раствора II, то по формуле Гиббса (XVII, 37)

ГО)^ L._^^_3L.J±_~__?i.i?_ (xvil, 37а)

RT dlna2 RT da% RT dc%

По этой формуле можно вычислить из изотермы а=/(с2) изотерму адсорбции гу>=ф (сг).

При растворении в воде органических веществ, молекулы которых имеют неполярную часть—углеводородный радикал и полярную часть—группу ОН (спирты), СООН (кислоты), NH2 (амины) и т. п. (т. е. веществ, дающих водные растворы с положительными отклонениями от закона Рауля), взаимодействие между молекулами воды в объеме раствора больше взаимодействий между молекулами воды и молекулами (в целом) этих веществ, поэтому эти вещества будут преимущественно выталкиваться из объема раствора на поверхность, т. е. их адсорбция Г2>0. Вследствие накопления на поверхности этих веществ, молекулярное взаимодействие в поверхностном слое уменьшается и поверхностное натяжение о с ростом концентрации с2 падает.

Gувеличением углеродной цепи молекулы таких веществ сильнее выталкиваются на поверхность и сильнее понижают поверхностное натяжение. Предельное значение понижения поверхностного натяжения с концентрацией, т. е. величина—(дз/дс2)ся^о1 называется поверхностной активностью. Вещества, понижающие поверхностное натяжение растворителя, называются поверхности

неактивными, для них х~<0 и Г2>0.

В гомологическом ряду жирных кислот, спиртов и аминов поверхностная активность увеличивается приблизительно в геометрической прогрессии (правило Траубе).

Поверхностноактивные вещества могут накапливаться на поверхности воды в больших количествах, покрывая поверхность

полностью, так что поверхностное натяжение может сильно понизиться, а концентрация поверхностиоактивного вещества может достигнуть предельного значения, соответствующего плотной упаковке его молекул в поверхностном слое. Например, при адсорбции жирных спиртов или кислот их молекулы вначале ориентируются на поверхности воды плашмя, что отвечает большей энергии взаимодействия с водой как группы ОН или СООН, так и неполярной части молекул. По мере увеличения концентрации с2 молекулы в поверхностном слое переориентируются, образуя более плотную упаковку, при которой их полярные группы обращены к воде, а неполярные углеводородные радикалы расположены вертикально (или наклонно), образуя так называемый «частокол Лэнгмюра» (рис. XVII, 6).

Если в воде растворены неорганические соли, например сильные электролиты, дающие отрицательные отклонения от законов Рауля, взаимодействие ионов с молекулами воды больше, чем взаимодействие между самими молекулами воды, поэтому ионы преимущественно распределяются в объеме водного раствора. В

этом случае Г2<0 и -^->0. Вещества, повышающие поверхностное натяжение растворителя и адсорбирующиеся отрицательно, называются поверхностноинактивными (неактивными). В случае поверхностиоинактивных веществ, например ионов неорганических солей, концентрация воды в поверхностном слое меняется мало, так как даже попадающие в поверхностный слой ионы сильно гидратированы. Поэтому поверхностноинактивные вещества повышают поверхностное натяжение лишь слабо и их адсорбция (отрицательная) мала. На рис. XVII, 7 показаны изотермы поверхностного натяжения и соответствующие изотермы адсорбции, вычисленные по формуле Гиббса (XVII, 37а) для водных растворов масляной кислоты (поверхностноактивное вещество) и азотнокислого калия (поверхностноинактивное вещество).

Важный случай представляет адсорбция на поверхности ме

таллических расплавов. Простым примером этого является адсорбция на поверхности амальгам. Щелочные металлы по отношению к ртути являются поверхностноактивными. Они чрезвычайно

§ 450 сильно понижают поверхностное натяжение ртути. Внесение цезия в ртуть в количестве тысячной доли атомного процента уменьшает поверхностное натяжение на одну треть, позволяя амальгаме проникать в весьма тонкие капилляры. ^90{ На рис. XVII, 8 показаны изотермы о =f(c2) для амальгам некоторых щелочных металлов.

370

330

о

Рис. XVII, 8. Зависимость поверхностного натяжения амальгам щелочных металлов от их концентрации.

Поверхностная активность щелочных металлов по отношению к ртути и ее рост с увеличением ионного радиуса были объяснены В. К. Семенченко влиянием электростатического потенциала кулоновских сил е/r, зависящего от заряда s и радиуса г ионов растворителя (ртути), и растворенных в нем ионов

других металлов. Ионы с меньшими величинами отношения заряда к радиусу, например ионы щелочных металлов (особенно ионы цезия), выталкиваются на поверхность из объема расплава, содержащего преимущественно ионы с боль» шими величинами этого отношения, т. е. сильнее взаимодействующими друг с-др угом.

§ 5. Нерастворимые пленки монослоев. Поверхностное давление монослоя.

Уравнения состояния монослоя

По мере увеличения углеводородной части молекулы -поверхностноактив-ных веществ их растворимость в воде быстро у

страница 174
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229

Скачать книгу "Курс физической химии. Том I" (6.03Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
ручки купе 120x40
ремонт задних арок цена
стол обеденный модерн-6
рамы для тв

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(16.08.2017)