химический каталог




Курс коллоидной химии

Автор С.С.Воюцкий

аналогичное уравнение:

(Д -f- а/со2) (ш — Р) = RT

(V.27) '

В уравнении (V, 27) величины аир отвечают постоянным а и b в уравнении Ван-дер-Ваальса. При этом поправка а/о2, обусловленная существованием сил притяжения между углеводородными радикалами молекул, начинает сказываться только при их достаточной длине.

Конденсированные (жидкие и твердые) пленки. Если тангенциально действующие силы между углеводородными радикалами молекул поверхностно-активных веществ в поверхностной пленке велики, то молекулы слипаются и образуют крупные конденсированные «острова», в которых тепловое движение молекул сильно затруднено. В таких «островах» молекулы обычно ориентируются параллельно друг другу и перпендикулярно поверхности воды, образуя своеобразный «частокол». Впрочем, согласно высказываниям некоторых исследователей, молекулы в такой пленке могут быть ориентированы и под некоторым углом к поверхности. Отдельные молекулы, конечно, могут отрываться от этих «островов» и заполнять поверхность между ними в виде разреженной газообразной пленки. Такое явление аналогично испарению жидкости или сублимации твердого тела. Строение конденсированных пленок показано схематически на рис. V, 4 б.

Веществами, образующими в воде в обычных условиях конденсированные пленки, являются органические соединения с дифиль-ными молекулами, имеющими длинные углеводородные радикалы, так как удлинение цепи, естественно, увеличивает силы взаимодействия между молекулами. Следует, однако, заметить, что во многих случаях при изменении условий, например при повышении температуры, конденсированные поверхностные пленки способны переходить в газообразные.

Конденсированные пленки обычно жидкие и молекулы в них перемещаются довольно свободно. Однако если действующие между радикалами молекул силы настолько велики, что молекулы не могут перемещаться, то конденсированные пленки можно рассматривать как твердые. Это имеет место при относительно очень длинных углеводородных радикалах дифильных молекул, содержащих больше 20—24 атомов углерода. О наличии у конденсированных пленок свойств твердого тела можно убедиться, нанося на них легкий порошок. Если пленка твердая, то при осторожном сдува-нии порошок остается неподвижным. Если пленка жидкая, порошок передвигается по поверхности. Другой метод определения агрегатного состояния пленки состоит в том, что в жидкость наполовину погружают маленький стеклянный диск, подвешенный на кварцевой нити к горизонтально вращающейся головке. Если пленка твердая, то при вращении головки образуется некоторый угол закручивания, прежде чем диск, разорвав пленку, последует за головкой. Если же пленка жидкая, диск следует за закручиваемой головкой без образования угла закручивания.

Следует указать, что помимо описанных выше типов пленок существуют еще так называемые растянутые пленки, промежуточные по свойствам между газообразными и конденсированными пленками. Такие пленки образуются, например, из конденсированных пленок при повышении температуры. В определенном интервале температур конденсированные пленки расширяются, после чего площадь, занимаемая пленкой, уже почти не зависит от температуры. Полагают, что в растянутых пленках углеводородные цепи молекул не ориентированы параллельно, а до известной степени переплетены между собой или, по крайней мере, энергетически взаимодействуют друг с другом (слипаются), лежа «плашмя» на воде, что и препятствует неограниченному растеканию пленки. Полярные же группы молекул в таких пленках относительно свободно движутся в приповерхностном слое воды. Измерения, проведенные с помощью весов Ленгмюра (которые описаны ниже), показали, что в растянутых пленках площадь, занимаемая молекулой, имеет промежуточное значение, между площадями молекул, ориентированных по нормали к поверхности воды и лежащих на ней «плашмя».

Причина образования растянутых пленок заключается в увеличении с возрастанием температуры кинетической энергии укле-водородных радикалов молекул, образующих конденсированную пленку. Интересно, что одинаковое уменьшение длины углеводородной цепи всегда вызывает одинаковое понижение температуры, при которой происходит растяжение пленки. Вместе с тем эта температура не зависит от природы полярной группы. Способность к образованию растянутых пленок увеличивается при наличии

5*

131

в середине алифатического радикала дифильных молекул двойной связи, что объясняется, очевидно, большим притяжением к воде двойной связи. Опыт также показал, что на способность поверхностной пленки находиться в растянутом состоянии влияет состояние полярных групп. Так, жирные кислоты при определенных температурах образуют растянутые пленки на нейтральных и кислых растворах, т. е. при практически недиссоциированных полярных группах.. На щелочных же растворах жирные кислоты в тех же условиях дают газообразные пленки, что обусловлено отталкиванием одноименных зарядов соседних полярных групп, появившихся в результате их диссоциации.

7. ВЕСЫ ЛЕНГМЮРА. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРА МОЛЕКУЛ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНОГО ВЕЩЕСТВА

Существование газообразных и конденсированных поверхностных пленок было блестяще доказано Ленгмюром при помощи сконструированных им специальных весов/ позволяющих определять

0,7

V

поверхностное давление, под действием которого находится пленка, и устанавливать зависимость этого давления от площади, занимаемой пленкой.

Устройство весов Ленгмюра в первоначальном их виде схематически показано на рис. V, 5.

Измерение с помощью таких весов проводят следующим образом. На поверхность воды, налитой вровень с краями кюветы / и ограниченной слева и справа барьерами 2 и 3 из полосок пропитанной парафином бумаги, помещают небольшое количество летучего растворителя, содержащего нерастворимое вещество, способное образовывать поверхностную пленку. Растворитель быстро улетучивается, а дифильные молекулы вещества распространяются по поверхности воды. Приближая левый подвижный барьер 2 к правому 3, связанному с коромыслом 4, уменьшают пространство, занятое пленкой. При этом под действием возросшего поверхностного давления пленки барьер 3 передвигается вправо и таким образом выводит лз равновесия связанное с ним коромысло 4. Помещая нужные разновесы на чашечку 5, можно привести весы к нулевому положению и таким образом измерить давление, под которым находится пленка.

Проделав эту операцию несколько раз, можно получить данные для построения изотермы, связывающей давление, под действием которого находится пленка, с площадью, занятой известным количеством исследуемого вещества, или с площадью, занимаемой одной молекулой этого вещества. Последнюю легко вычислить, зная площадь, занятую всем веществом, его массу и молекулярный вес.

На рис. V, 6 представлены такие изотермы, полученные Адамом для различных жирных кислот при температуре 12,5—14,5 °С. Кривая / относится к лауриновой кислоте (Q1H23COOH), которая благодаря сравнительно короткому углеводородному радикалу образует только газообразные поверхностные пленки. Как можно видеть, эта изоте

страница 44
< 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
контейнер для временного хранения вещей
женские наручные часы романсон на браслете в екатеринбурге купить
аренда телевизора москва
почемуновый гироскутер не заряжается

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
(05.12.2016)