ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Понятие о поверхностно-активных веществах из "Курс коллоидной химии" Выше были рассмотрены представления о поверхностном натяжении индивидуальных жидкостей. На поверхностном натяжении растворов сильно сказывается явление адсорбции. [c.117] Все растворимые вещества по их способности адсорбироваться на границе жидкость — воздух можно разделить на две группы поверхностно-активные вещества и поверхностно-инактивные вещества. [c.117] Поверхностно-активные вещества способны накапливаться в поверхностном слое, и, следовательно, при этом должна происходить положительная адсорбция, т.е. Г 0. Поверхностно-активные вещества должны обладать поверхностным натяжением, меньшим поверхностного натяжения растворителя (иначе накопление вещества в поверхностном слое термодинамически невыгодно), и сравнительно малой растворимостью при хорошей растворимости они стремились бы уйти с поверхности в глубь жидкости. Иначе говоря, взаимодействие между молекулами поверхностно-активного вещества (в целом) и молекулами растворителя всегда меньше взаимодействия между молекулами растворителя. Поэтом поверхностно-активные вещества будут преимущественно выталкиваться из объема раствора на поверхность, т. е. в этом случае Г 0. В результате накопления на поверхности раствора молекул этих веществ, слабо взаимодействующих друг с другом, межмолекулярлое взаимодействие в поверхностном слое, уменьшается и поверхностное натяжение падает. [c.117] Поверхностно-инактивные вещества стремятся уйти с поверхности жидкости в объем, в результате чего происходит отрицательная адсорбция, т. е. Г 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. [c.118] 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. [c.118] Двухвалентные ионы эффективнее одновалентных в эквимоляр-ных растворах. [c.118] 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. [c.118] В неводных растворителях неорганические электролиты также повышают поверхностное натяжение, причем величина этого эффекта зависит от природы растворителя. Так, при введении иодида натрия в метиловый спирт сильно повышается поверхностное натяжение, у этилового спирта поверхностное натяжение повышается примерно вдвое меньше, в спиртах большего молекулярного веса эффект еще меньше. [c.118] При повышении концентрации поверхностно-инактивного вещества в растворе (кривая 2) изотерма полого поднимается. Это объясняется тем, что поверхиостно-инактивные вещества благодаря большому поверхностному натяжению и хорошей растворимости уходят в объем, а на границе раздела жидкость — воздух имеется лишь сравнительно небольшая часть этого вещества, попадающая туда в результате диффузии из объема раствора. [c.119] Установление равновесного значения поверхностного натяжения. Баланс молекулярных сил на вновь образованной поверхности индивидуальных жидкостей, а следовательно, и равновесное значение поверхностною 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 поверхностного натяжения на границе раствор — воздух может устанавливаться довольно долго. [c.120] Зависимость поверхностного натяжения от температуры. Весьма своеобразна зависимость поверхностного натяжения 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 схематически изображена температурная зависимость поверхностного натяжения для индивидуальных жидкостей (/) и растворов таких поверхностно-активных веществ (2). Максимум на кривой 2 объясняется десорбций поверхностно-активного вещества в определенном ин-Тервале температур, что. приводит к увеличению поверхностного натяжения. При более высоких температурах, после окончания процесса десорбции, поверхностное натяжение снова начинает снижаться. [c.120] Вернуться к основной статье