химический каталог




Курс коллоидной химии

Автор С.С.Воюцкий

ные продажные мыла содержат большое количество воды, а часто и примеси различных веществ, особенно электролитов, о чем нельзя забывать при их использовании. Чистые мыла можно выделить из растворов в кристаллическом виде. Кристаллы мыл, как показал рентгенографический анализ, обладают слоистым строением, причем молекулы в бимолекулярных слоях обращены друг к Другу неполярными, т. е. углеводородными концами, так, как это показано схематически на рис. XIII, 1. При этом обычно Молекулы расположены под определенным углом к плоскости, в которой лежат полярные группы*

Моющим действием обладают не только соли жирных кислот» но и соли нафтеновых кислот, представляющие собой алицикли-ческие соединения. Эти соли содержатся в мылонафте — продукте, получаемом при очистке керосина и солярового масла.

К коллоидным ПАВ, содержащим в качестве активной группы сульфо-группу, следует в первую очередь отнести соли высокомолекулярных сульфокислот общего строения СпНгп+^ОзМ — ал-килсульфонаты или СпНгп+'Сб^БОзМ — алкиларилсульфонаты (где М обозначает одновалентный катион натрия, калия или аммония) . Сюда же относятся соли алкилзамещенных нафталинсуль-фокислот, например, натриевая соль ызо-бутилнафталинсульфокис-лоты:

Соединения последнего типа в технике называют некалями.

В качестве ПАВ в настоящее время широко применяют и ал-килсульфаты — сульфоэфиры высших спиртов, а также их соли CnH2n+i—О—SO3M.

Поскольку сульфокислоты являются сильными кислотами, не только их соли с одновалентными катионами, но и соли с многовалентными катионами, а также и сами сульфокислоты достаточно хорошо растворимы в воде и образуют водные растворы со всеми характерными свойствами «мыльных» растворов. Это является важным преимуществом сульфомыл перед обычными мылами, так как позволяет использовать их в жесткой воде и даже в кислой среде.

Катионные ПАВ, диссоциируя в воде, образуют положительно заряженные поверхностно-активные ионы. Из растворов таких ПАВ поверхностью адсорбируются катионы, вследствие чего она становится положительно заряженной. Во многих случаях это представляет практический интерес. Так, положительно заряженные частицы дисперсной фазы, стабилизованные такими ПАВ, избирательно поглощаются (связываются) из пропиточной ванны отрицательно заряженным растительным волокном гораздо более интенсивно и полно, чем отрицательно заряженные частицы, стабилизованные анионными ПАВ.

Примером катионных ПАВ может служить октадециламмоний-хлорид:

Ct8H37NH3Cl

Сюда же относятся соли четырехзамещенных аммониевых оснований, например, цетилтриметиламмонийхлорид:

C16H33(CH3)3NC1 другим примером таких коллоидных ПАВ являются пиридиновые соединения, замещенные у атома азота, например, цетилпириди-нийхлорид:

C1W

Все эти вещества в воде распадаются на анионы С1~ и катионы соответственно

"Т*

[C,8H37NH3]+, [C16H33(CH3)N3]+, [c16H33N^^>J

Одновременное присутствие в водном растворе анионных и ка-тионных ПАВ обычно невозможно, так как в таком растворе из большого катиона и большого аниона образуется весьма слабо диссоциирующая соль с большим молекулярным весом, практически нерастворимая в воде.

Неиоиогенные ПАВ (НПАВ). Это — вещества, молекулы которых не способны к диссоциации. Дифильные молекулы таких ПАВ обычно состоят из длинной углеводородной цепочки с несколькими полярными; но неионогенными группами на конце, обуславливающими растворимость этих веществ. Такими группами обычно являются гидроксильные или эфирные группы.

Примером неионогенных ПАВ являются соединения, получаемые при взаимодействии одной молекулы высокомолекулярного спирта (или другого органического соединения—кислоты, фенолов) с несколькими молекулами окиси этилена:

СлН2Л+1ОН + тСН2—СН2 —> С„Н2л+,(ОСН2СН2)тОН

Схематически молекулы НПАВ обозначают следующим образом:

углеводородный радикал оксиэтиленовая цепочка

Оксиэтиленовая цепь обладает некоторой гидрофильностью вследствие взаимодействия эфирного атома кислорода с молекулами воды. Наряду с гидратносвязанной водой оксиэтиленовая цепь, которая имеет достаточную длину и образует в растворе клубки, связывает воду также и за счет энтропийного эффекта. Поэтому продукты присоединения, начиная с некоторого определенного числа оксиэтиленовых групп, которое зависит от молекулярного веса и строения гидрофобной части молекулы, приобретают растворимость в воде.

Существенным преимуществом оксиэтилированных ПАВ является возможность при их синтезе регулировать гидрофильность путем изменения не только числа атомов углерода в гидрофобной цепи, но и числа оксиэтиленовых групп. Благодаря этому можно получать вещества с заранее выбранными свойствами, рассчитанными на конкретную область применения. Другой особенностью j этих веществ является то, что они не образуют соли и поэтому хо- j рошо растворимы в жесткой воде. Кроме того, НПАВ могут быть { использованы в сочетании с ионогенными ПАВ. Адсорбция неионо- | генных ПАВ из водных растворов превращает гидрофобные по- i верхности в гидрофильные.

Мы остановились здесь только на типичных представителях коллоидных ПАВ и мылоподобных веществ. За последние 40— 50 лет химия и технология производства ПАВ очень быстро развивались, и в настоящее время известны уже многие сотни синтетических поверхностно-активных веществ.

Важной характеристикой молекул коллоидных ПАВ, имеющей решающее значение для их поверхностных и объемных свойств, ~ а значит, и для их применения, является соотношение двух противоположных групп молекулы — гидрофильной и гидрофобной (ли-пофильной), так называемый гидрофильно-липофильный баланс (ГЛБ). В настоящее время не существует строгой теории, позволяющей определить значение ГЛБ, исходя из строения молекулы или из физико-химических свойств вещества. В качестве первого приближения пользуются предложенной Гриффином и развитой Дэвисом полуэмпирической системой ГЛБ, позволяющей с энергетических позиций количественно оценить и выразить в виде условных групповых чисел степень взаимодействия с водой отдельных групп, из которых состоит молекула ПАВ. Групповые числа гидрофильных групп положительны, а липофильных — отрицательны.

Числа ГЛБ различных ПАВ могут быть вычислены по специальным формулам как сумма групповых чисел или определены экспериментально. Чем больше баланс сдвинут в сторону гидрофильности, тем выше число ГЛБ. Обычно число ГЛБ неионогенных ПАВ не превышает 20, для ионогенных ПАВ, например олеата калия, оно равно 20, а для лаурилсульфата калия оно составляет около 40. Числа ГЛБ определяют области применения ПАВ. Для эмульсий типа в/м значение ГЛБ должно изменяться в интервале от 3 до 6, для смачивателей — от 7 до 9, для моющих веществ оно обычно лежит между 13 и 15 и для эмульсий типа м/в в зависимости от природы масла изменяется от 8 до 18.

Система ГЛБ является в известной степени формальной, так как она исходит из стехиометрического состава соединения и не учитывает геометрических особенностей строения его молекул, например, изомерии. Она позволяет определить области применения ПАВ, не характеризуя достаточно

страница 145
< 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

Скачать книгу "Курс коллоидной химии" (4.52Mb)


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

 

 

Реклама
фбс 12 3 6
тумбу прикроватную из кожи купить в москве
магнит на номер авто
Мебелик Стол журнальный Дуэт 1

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
(25.05.2017)