ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Типы поверхностных пленок из "Курс коллоидной химии 1984" Практически нерастворимыми являются гомологи органических соединений с больщим числом пенолярных углеводородных групп (например, пс 12 для одноосновных жирных кислот). В то же время для образования пленки н( обходимо, чтобы вещество растекалось по поверхности воды. [c.89] Условие растекания капли масла , находящейся на поверхности воды в виде тонкой линзы (0 л 0), может быть записано следующим образом (раздел У.З и рис. .8). [c.89] Этому условию удовлетворяют молекулы с полярными группами, хорошо взаимодействующие с водой. Так, некоторые вещества [жидкие (олеиновая кислота) и твердые (камфора)] растекаются по поверхности воды самопроизвольно. Этот процесс может быть назван двумерным растворением. Пленки других веществ (стеарпновая кислота) получают нанесением иа поверхность воды раствора этих веществ в каком-либо летучем растворителе (иапример, бензоле) с последующим его испарением. [c.90] Прн растекании пленки на достаточно большой поверхности образуется м о и о м о л е к у л я р н ы й слой, поскольку с ростом площади пленки свободная поверхностная энергия системы непрерывно уменьшается. Образующийся монослой является плотным, так как боковая когезия между молекулами в пленке (Ц7с) стягивает его и препятствует разбеганию молекул. Если покрыть поверхность воды мелкой пылью (иапример, частицами талька), а затем нанести каплю масла , то пленка, растекаясь, сдвигает частицы на периферию. Таким путем, измеряя площадь пятна, можно найти 5 пленки. Известно также число молей (молекул) вещества в пленке я , поскольку вещество нерастворимо и нелетуче, а следовательно, целиком находится в пленке. [c.90] Возможность прямого, непосредственного определения величин 5 и и дает большое преимущество по сравнению с исследованием поверхностных слоев ПАВ. Так, можно сразу же найти площадь, приходящуюся на молекулу в пленке А, а также толщину пленки б = У/з, как показал в своих классических работах Франклин. [c.90] Первые количественные исследования были проведены в ХУП1 в. Франклином. Из данных ио измерению пленки, зная объем нанесенного масла, Франклин нашел, что толщина пленкн б = У /.ч обычно составляет 25-10 см = 2,5 нм, и высказал предположение, что она соответствует размеру мельчайших частиц, составляющих вещество. Наряду с этой важной, первой в истории естествознания, оценкой размеров молекул, Франклин использовал найденную величину для практического расчета количества м ста, необходимого для гашения волн так чайная ложка масла образует пленку, площадью 2000 м . [c.90] Не входя в подробное рассмотрение нсгории исследования поверхностных пленок, отметим лишь важнейшие этапы — труды лорда Рэлея, показавшие, что а уменьшается при образовании пленки, и нозволнвнще ему в конце XIX в. сформулировать представление о мономолекулярном слое на поверхности воды, а также работы Лэнгмюра (начало XX в.), который впервые исследовал пленки индивидуальных химических веществ и разработал метод прямого измерения давления пленок. [c.90] Распространяющиеся по поверхности веды молекулы масла ударяют о преграду, сдвигают плавающие част1щы калька пли сплошные барьеры, например тончайшие листочки слюды, помещенные на поверхности воды, создавая поверхностное давление я. [c.91] Это уравнение, вполне эквивалентно уравнению (V. 38), но получено для другого класса систем — поверхностных пленок, и не путегл формального введения величины я, а на основа-нни рассмотрения реальных молекулярных ударов, смещающих подвижный барьер. [c.91] На этом принципе основаны / еиочные весы Лэнгмюра- , которые позволяют измерять я с чувствительностью до 1()- Н/м [6, с. 39]. На этих измерениях основаны механические методы исследования пленок. [c.91] Пленки изменяют не только мехашгческио, но и другие свойства поверхности раздела, в частности, оптические и электрические. Соответственно существуют оптические и электрические методы исследования пленок. [c.91] Отнесенная, как и W к единице сечения пленки. [c.91] Уравнение (Vil. 7) дает связь между потенциалом пленки и ориентацией мО лекул. Современные измерительные схемы см. [7]. [c.93] Зная V в пленке, можно использовать электрический метод для суждения о величине О и, следовательно, о характере ориентации молекул в пленке. Данные, полученные этим методом, рассматриваются ниже. [c.93] Измеряя л методом Лэнгмюра и зная молекулярную площадь А =1/7, можно построить кривые сжатия, характсризуюнхие состояние пленки. Пример такой KpKROIi (пока без масштаба) представлен на рис, Vn. 2. Кривая имеет ступенчатый характер, свидетельствующий об изменениях агрегатного состояния. Познакомимся на примере этой кривой с различными типами поверхностных пленок, с тем, чтобы в дальнейшем рассмотреть основные тины более подробно. [c.93] Вернуться к основной статье