химический каталог




Курс коллоидной химии

Автор С.С.Воюцкий

ы СН2 в цепи занимают одинаковое положение по отношению к поверхности, что возможно лишь, когда цепи расположены параллельно поверхности, т. е. лежат на ней. К вопросу об ориентации молекул поверхностно-активного вещества в поверхностном слое мы возвратимся ниже в этом разделе.

Насколько соблюдается правило Дюкло — Траубе для гомологического ряда жирных кислот, можно видеть из данных табл. V, 4. Правило Дюкло — Траубе соблюдается не только для жирных кислот, но и для других гомологических рядов — спиртов, аминов и т. д.

Таблица V,4. Зависимость G и 1/Д от длины молекул жирных кислот

(по И. И. Жукову)

Кислота G, эрг-см моль Gn+i UА

Gn

(МА)П

Уксусная СНзСООН 2,84 3,1

Пропионовая С2Н5СООН 8,5 • 10* 3,4 8,93 2,2

«-Масляная С3Н7СООН 2,9 • Ю5 3,1 19,6 3,5

«-Валериановая С4Н9СООН 8,9 • Ю5 2,7 68,5 3,5

«-Капроновая С5НцСООН 2,4 • 106 3,1 233 2,4

и-Гептиловая С6Н,3СООН 7,6 • !06 — 555 4,0

«-Октиловая С7Н15СООН — — 2222 3,2

к-Нониловая C8Hi7COOH — — 7140 -—

Правило Дюкло — Траубе так, как оно сформулировано выше, выполняется при температурах, близких к комнатной. При более высоких температурах отношение 3,2 уменьшается, стремясь к единице, так как с повышением температуры поверхностная активность снижается в результате десорбции молекул и различие между поверхностной активностью гомологов сглаживается.

Следует заметить также, что правило Дюкло — Траубе соблюдается лишь для водных растворов поверхностно-активных веществ. Для растворов этих же веществ в неполярных растворителях правило Дюкло — Траубе обращается, так как с увеличением углеводородной цепи растворимость поверхностно-активного вещества в неполярных жидкостях возрастает и вещество стремится перейти из поверхностного слоя в раствор.

в. СТРОЕНИЕ АДСОРБЦИОННОГО СЛОЯ НА ГРАНИЦЕ РАСТВОР — ГАЗ

Выше мы рассматривали адсорбцию на поверхности раздела раствор — газ в основном с термодинамической точки зрения. Рассмотрим теперь ориентацию молекул поверхностно-активных веществ на границе раствор — газ и строение адсорбционного слоя.

Чтобы получить представление о отроении адсорбционного слоя на поверхности раздела, рассмотрим результаты исследования строения пленок, образуемых при нанесении на поверхность воды различных жидкостей, мало растворимых в воде. Небольшое количество такой жидкости, нанесенное на неограниченно большую поверхность воды, либо образует линзообразную каплю, когда притяжение молекул жидкости больше друг к другу, чем к молекулам воды, либо растекается по воде, образуя тончайший мономолекулярный слой, когда притяжение молекул жидкости к воде больше, чем друг к другу. Образование капель наблюдается в том случае, когда наносимая на поверхность воды жидкость неполярна. Растекание и образование мономолекулярного слоя происходит тогда, когда молекулы жидкости дифильны. Растекающимися на поверхности воды, но практически не растворяющимися в ней являются высшие жирные кислоты, спирты, амины.

Мономолекулярные пленки на поверхности воды могут находиться в трех состояниях: газообразном, жидком и твердом. Жидкие и твердые поверхностные пленки называются также конденсированными пленками. Агрегатное состояние мономолекулярной пленки определяется молекулярными силами, действующими между молекулами пленки.

* Термин «пленки» в данном случае применяется условно На самом деле молекулы двухмерного газа не образуют на поверхности воды сплошную пленку, а обладают тепловым движением, сходным с тепловым движением молекул трехмерного (обычного) газа. Иногда такие пленки называют слоями поверхностно-активных веществ, хотя и это название не совсем удачно.

Газообразные поверхностные плеики. Если силы, действующие между молекулами в пленке, сравнительно невелики, то молекулы поверхностно-активного вещества при достаточно большой предоставленной им поверхности воды стремятся рассеяться по ней и удалиться друг от друга на возможно большие расстояния* В результате теплового движения молекулы все время перемещаются по поверхности воды независимо друг от друга, что обусловливает поверхностное давление, действующее в направлении, противоположном поверхностному натяжению. Такую пленку * с полным основанием можно считать двухмерным газом, поскольку молекулы этого газа не могут оторваться от воды и вынуждены двигаться только в двух измерениях.

Полярная группа дифильной молекулы поверхностно-активного вещества благодаря гидрофильности и способности гидратиро-ваться будет погружена в воду, а углеводородный радикал будет лежать «плашмя» на воде, так как между радикалом и молекулами воды существуют силы притяжения. (Следует помнить, что выталкивание неполярного радикала на поверхность происходит не под действием сил отталкивания между радикалом и молекулами воды, а потому что притяжение между молекулами воды друг

к другу больше, чем притяже-

ние между молекулами воды и ШШ^ШШ^Ш^ШШ^ШШ^Щ^ радикалом.)

37

Расположение молекул

двухмерного газа на поверхно- IIIIIIIIII

сти воды схематически пока- IIIIIIIIII

зано на рис. V,4а. IIIIIIIIII

Рис. V, 4. Ориентация молекул поверхностно-активных веществ в адсорбционном слое:

а—двухмерный

газ; б — конденсированная пленка.

Веществами, образующими на воде газообразные пленки, являются органические соединения с дифильными молекулами, имеющими не слишком большой и не слишком малый углеводородный радикал, например жирные кислоты с числом углеродных атомов в цепи

не меньшим 12 и не большим 20—22, алифатические спирты и амины с не слишком большим молекулярным весом.

Аналогия между трехмерным и двухмерным газом не ограничивается существованием в том и другом случае давления газа. Существенно, что и для того и для другого газа может быть применено уравнение состояния одного и того же вида. Это легко показать следующим образом.

Если содержание поверхностно-активного вещества в системе мало, т. е. когда на поверхности жидкости находится двухмерный газ, можно написать:

do — 0 = А = kc

Дифференцируя это уравнение, находим:

— da — dA = k dc

(V,23)

(V,24>

Подставляя уравнение (V, 23) в уравнение Гиббса (V, 1), получим:

RT

с da с dS. ck dc A

RT dc RT dc RT dc

Обозначим площадь, которую занимает 1 моль поверхностно-активного вещества в виде двухмерного газа, через со. Тогда

Г=1/о

5 Зак. 664

129

Aa^RT

(V.26)

Это уравнение аналогично уравнению Менделеева — Клапейрона, отнесенное к одному молю газа:

PV = RT

В самом деле, в уравнении Менделеева — Клапейрона V — объем трехмерного газа, а в уравнении (V, 26) о> — «объем» двухмерного газа, т. е. его поверхность. В уравнении Менделеева — Клапейрона р — давление, а в уравнении (V, 26) А — уменьшение поверхностного натяжения в результате действия поверхностного давления, т. е. величина, равная давлению двухмерного газа.

Состояние реального трехмерного газа описывается известным уравнением Ван-дер-Ваальса:

(P + afV*){V-b) = RT

Для двухмерного газа в соответствующих условиях, как показал А. Н. Фрумкин, необходимо применять

страница 43
< 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
http://www.kinash.ru/etrade/detail/4172/149659.html
купить итальянские ручки для дверей
кровать 200х80 из дерева
прайс вентилятор vk 200/1

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
(24.07.2017)