химический каталог




Курс коллоидной химии

Автор С.С.Воюцкий

го радикала. Обладающая значительным дипольным моментом и хорошо гидратирующаяся полярная группа обусловливает сродство поверхностно-активного вещества к воде. Гидрофобный углеводородный радикал является причиной пониженной растворимости этих соединений. Наименьшее значение поверхностного натяжения водного раствора поверхностно-активных веществ Может достигать 25 эрг/см2, т. е. почти равняться поверхностному натяжению углеводородов.

В дальнейшем дифильные молекулы поверхностно-активного вещества мы будем изображать общепринятым символом:

О

где кружок обозначает полярную группу, а черточка — неполярный радикал.

Поверхностно-инактивные вещества стремятся уйти с поверхности жидкости в объем, в результате чего происходит отрицательная адсорбция, т. е. Г <С 0. Поверхностно-инактивные вещества обладают поверхностным натяжением, большим поверхностного натяжения растворителя (иначе они самопроизвольно накапливались бы в поверхностном слое), и обычно высокой растворимостью, что способствует их стремлению уйти с поверхности в объем. Другими словами, взаимодействие между молекулами по-верхностно-инактивных веществ и растворителя всегда больше, чем взаимодействие между самими молекулами растворителя, поэтому поверхностно-инактивные вещества стремятся перейти в объем раствора.

Поверхностно-инактивными веществами в отношении воды являются все неорганические электролиты — кислоты, щелочи, соли. Молекулы этих веществ не имеют гидрофобной части и распадаются в воде на хорошо гидратирующиеся ионы. Одновалентные ионы вызывают сравнительно небольшое повышение поверхностного натяжения.

Двухвалентные ионы эффективнее одновалентных в эквимоляр-ных растворах.

Из органических веществ поверхностно-инактивными относительно воды являются лишь ионизирующиеся вещества, у которых неполярная часть молекулы отсутствует или очень мала. К таким веществам относятся, например, муравьиная и аминоуксусная кислоты.

В неводных растворителях неорганические электролиты также повышают поверхностное натяжение, причем величина этого эффекта зависит от природы растворители. Так» при введении иодида натрия в метиловый спирт сильно повышается поверхностное натяжение, у этилового спирта поверхностное натяжение повышается примерно вдвое меньше, в спиргах большего молекулярного веса эффект еще меньше.

Вещества, не влияющие на поверхностное натяжение растворителя, распределяются равномерно между поверхностным слоем и объемом раствора и, следовательно, для них Г = 0. Такие вещества обладают поверхностным натяжением, близким к поверхностному натяжению растворителя. Примером веществ, весьма малоактивных в отношении воды, могут служить сахара — при растворении Сахаров в воде ее поверхностное натяжение почти не изменяется. Однако следует заметить, что сахара, не изменяя заметно поверхностного натяжения на границе водный раствор — воздух, часто оказываются поверхностно-активными на границе водный раствор — твердая фаза или другая жидкость.

На рис. V, 1 приведены изотермы поверхностного натяжения — кривые, характеризующие изменение поверхностного натяжения при повышении концентрации вещества. Как можно видеть, при повышении концентрации поверхностно-активного вещества (кривая /) изотерма сначала круто падает почти по прямой. Наличие этого участка на изотерме определяется тем, что вначале вся поверхность раздела жидкость — воздух свободна от поверхностно-активного вещества и небольшие его количества, присутствующие

Рис. V, 1. Зависимость поверхност- Рис. V, 2. Зависимость поверхностного натяжения а от концентрации ного натяжения а от температуры:

раствора:

1 — индивидуальная жидкость; 2—раствор-по в ерхностно - акт ивного ве ще ств а.

/ — изотерма для поверхностно-активного вещества, 2 — то же для поверхностно-инактивного вещества ; 3~ то же для вещества, ие влияющего на поверхностное

натяжение растворителя.

в растворе, почти целиком уходят на поверхность. Затем следует криволинейный участок изотермы, отвечающий средним концентрациям поверхностно-активного вещества. В этих условиях значительная часть поверхности уже занята молекулами поверхностно-активного вещества, что снижает дальнейшую его 'адсорбцию на границе раздела. Наконец, большим концентрациям поверхностно-активного вещества на изотерме отвечает почти горизонтальный участок, показывающий, что поверхностное натяжение мало зависит от концентрации. При этих условиях на поверхности жидкости образуется сплошной мономолекулярный слой поверхностно-активного вещества и дальнейшая адсорбция уже невозможна.

При повышении концентрации поверхностно-инактивного вещества в растворе (кривая 2) изотерма полого поднимается. Это объясняется тем, что поверхностно-инактивные вещества благодарят большому поверхностному натяжению и хорошей растворимости уходят в объем, а на границе раздела жидкость — воздух ьмеется лишь сравнительно небольшая часть этого вещества, попадающая туда в результате диффузии из объема раствора.

Наконец, при повышении концентрации веществ, не влияющих на поверхностное натяжение (кривая 3), изотерма, естественно, представляет собой прямую, параллельную оси концентраций.

В заключение следует отметить, что поверхностная активность вещества зависит не только от его природы, но и от свойств растворителя (среды). Если растворитель обладает большим поверхностным натяжением, данное вещество может проявлять значительную поверхностную активность, если же растворитель имеет малое поверхностное натяжение, те же вещества могут стать поверхностно-инактивными. Вода, наиболее часто применяющийся растворитель, обладает большим поверхностным натяжением, и поэтому по отношению к ней многие вещества проявляют поверхностную активность. Спирты обладают значительно меньшим поверхностным натяжением, чем вода. Поэтому некоторые вещества поверхностно-активные в отношении воды, являются инактивными в отношении спиртов.

Установление равновесного значения поверхностного натяжения. Баланс молекулярных сил на вновь образованной поверхности индивидуальных жидкостей, а следовательно, и равновесное значение поверхностного натяжения устанавливаются практически мгновенно. На поверхности же растворов поверхностно-активных веществ должна установиться равновесная концентрация поверхностно-активного вещества, что осуществляется в результате диффузии. Поэтому, если молекулы поверхностно-активного вещества большие, медленно диффундирующие, например молекулы высших жирных кислот и их солей, равновесное значение поверх-" ностного натяжения на границе раствор — воздух может устанавливаться довольно долго.

Зависимость поверхностного натяжения от температуры. Весьма своеобразна зависимость поверхностного иатяжеиия растворов поверхностно-активных веществ от температуры, изученная П. А. Ребиндером. Поверхностное натяжение индивидуальных жидкостей, как уже было сказано, монотонно уменьшается с температурой. Поверхностное натяжение растворов некоторых поверхностно-активных веществ с повышением температуры может изменяться по кривой с Максимумом. На рис, V, 2 схемат

страница 40
< 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
Кликните на ссылку, закажите еще выгодней по промокоду "Галактика" - T4J52EA с доставкой по Москве и городам России.
светодиодные подсветки номеров для дома
поломки датчика перепада давления dpd
Стол B-trade TV-6957

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
(24.01.2017)