Мономолекулярные слои, методы изучения

Исследования поверхностных мономолекулярных слоев нерастворимых и труднорастворимых веществ путем измерения поверхностного натяжения. Эти исследования образуют целую область физической химии поверхностей и до сих пор сохранили свое значение. В последнее время этот метод используется при изучении высокомолекулярных веществ типа белков. Мы не будем приводить здесь полученные результаты, а рассмотрим только некоторые более простые случаи, чтобы дать представление о направлении и значении таких исследований. Подробную информацию об этом читатель найдет в уже цитированных книгах [2, 3], а также в [8]. [c.126]

Классический метод изучения адсорбции заключается в установлении зависимости между количеством адсорбированного газа, температурой и давлением. Обычно при исследовании адсорбции поддерживают постоянную температуру и по форме полученных изотерм V (р) судят о характере адсорбции. Существует несколько типов изотерм две из них приведены на рис. 191, в. Изотерма типа I — изотерма адсорбции Лэнгмюра с насыщением, соответствующим образованию мономолекулярного слоя на поверхности изотерма типа II соответствует многослойной адсорбции, она характерна для физической адсорбции паров и т. д. Другие типы изотерм встречаются реже. [c.466]

Полимолекулярных слоев при этом не образуется. Известно [205], что даже при низких температурах адсорбция аминов на распространенных адсорбентах происходит мономолекулярным слоем. Энергия активации такой адсорбции близка к нулю и поэтому неоднородность поверхности не обнаруживается при изучении адсорбции слабых кислот и оснований из газовой фазы дифференциальным изотопным методом [204]. Адсорбция фенола на сильных основаниях [СаО, [c.65]

РО4], что подтверждает правильность использования модели адсорбции по Ленгмюру., Такое соответствие также показывает воспроизводимость и надежность метода роста затравки для изучения ингибирования кристаллизации кальцита примесями сточной воды. Линейная зависимость и отрезок оси (в пределах экспериментальной погрешности), равный единице, указывает на то, что механизм ингибирования такой же, как и механизм, предполагаемый для адсорбции по Ленгмюру, а именно образование мономолекулярного слоя добавочных ионов на центрах кристаллизации. [c.41]

Исследование свойств мономолекулярных слоев нерастворимых веществ на поверхности воды и изучение адсорбции на твердых адсорбентах до последнего времени представляли собой две независимые главы в учении о поверхностных явлениях. Сближение этих двух направлений исследования и их рассмотрение с единой точки зрения стало возможным лишь после того, как был указан метод вычисления поверхностного давления вещества, адсорбированного на твердом адсорбенте. Этот метод, получивший широкое распространение после работ Бангама, как сказано в тексте, заключается в интегрировании уравнения Гиббса и приводит к следующему выражению для поверхностного давления адсорбированного вещества [c.734]

Томасом [198] описан оригинальный и остроумный метод исследования реакций в твердом состоянии, когда два реагирующих вещества конденсируются чередующимися слоями на вращающемся криостате, а за ходом реакции можно следить при помощи спектроскопа. Регулируя скорость вращения, можно изменять толщину слоя реагирующего вещества от доли мономолекулярного слоя до нескольких мономолекулярных слоев, так что полученные результаты можно связать с зависимостью скорости процесса от диффузии. Этот метод был недавно использован [130] при изучении реакции алкилгалогенидов с натрием, причем было найдено, что при их взаимодействии з большом количестве возникают свободные радикалы при температуре жидкого гелия. [c.283]

К 1921—1922 гг. относятся первые попытки определения удельной поверхности твердых тел с учетом только что упомянутой ее неоднородности. В работах, посвященных этому вопросу, принимали участие Панет [7], Ган и Мюллер [8], Боуден и Ридил [9], Шмидт [10] и другие. Все ранные методы определения удельной поверхности относились к так называемым непосредственным методам , основанным на изучении простейших физических явлений, которые описывались уравнениями с участием величин поверхности твердых тел. Первый непрямой метод, основанный на предположении о том, что при адсорбции максимум насыщения достигается при покрытии поверхности мономолекулярным слоем адсорбируемого вещества, был предложен в 1924 г. Панетом и сотрудниками [11]. Разработка этого метода послужила началом исследований, которые через 12—15 лет привели к созданию нового способа определения поверхности адсорбента, известного под наименованием метода БЭТ (см. стр. 163). [c.141]

Была осуществлена линейная полимеризация винилизобутилового эфира, расположенного в виде мономолекулярного слоя на поверхности воды [59]. Инициирование осуществлялось трехфтористым бором в виде газа или перекисью бензоила. Для изучения кинетики полимеризации через определенные промежутки времени снимались изотермы поверхностного давления (рис. 357). Полученные результаты согласуются с результатами определения скорости полимеризации общепринятыми методами. [c.546]

Дин С сотр. использовал методы мономолекулярных пленок для изучения реакции гидратации различных полиолефинов, содержащих двойные связи [62]. Не образуя мономолекулярных слоев в воде, полиолефины в смешанном растворе перманганата калия и серной кислоты растекаются с заметными скоростями вследствие происходящей реакции гидратации двойных связей, образуя на поверхности раствора мономолекулярные пленки. Конец реакции определяли по достижению предельной величины поверхности пленки. В конечном счете медленная реакция окислительной деструкции макромолекул приводит к растворению мономолекулярного слоя в кислой среде. [c.548]

Первые сведения о том, что молекулы липидов в биологической мембране образуют бислой, были получены в ходе простых, но элегантных экспериментов, выполненных в 1925 год) Было показано, что липиды из мембран эритроцитов, экстрагированные ацетоном, всплывают на поверхность воды, образуя пленку. Площадь пленки уменьшали с помощью подвижного барьера до тех пор, пока не формировался сплошной мономолекулярный слой. При этом оказалось, что площадь мопослоя примерно в два раза больше первоначальной площади поверхности клеток. Поскольку единственной мембраной эритроцитов является плазматическая мембрана, экспериментаторы заключили, что молекулы липидов в ней должны быть организованы в виде непрерывного бислоя. Это заключение имело глубокое влияние на всю клеточную биологию. В настоящее время наличие липидного бислоя в клеточных мембранах доказано и более тонкими методами. Например, с помощью рентгеноструктурного анализа было продемонстрировано существование липидных бислоев в высокоорганизованных складках клеточных мембран, которые формируют изолирующую миелиповую оболочку, окружающую нервные клетки (см. разд. 19.2.4). О том, что все биологические мембраны содержат липидные бислой- убедительно свидетельствуют и данные электронно-микроскопических исследований при изучении образцов, приготовленных методом замораживания скалывания, оказалось, что все клеточные мембраны могут быть механически расщеплены как раз между двумя липидными монослоями (см. разд. 6.2.6). Самопроизвольное формирование бислоя является особым свойством молекул липидов, которое реализуется даже вне клетки. [c.350]

На основании изучения свойств мономолекулярных слоев смол на поверхности воды методами измерения плоского давления монослоя и растекания капли на поверхности вычислены площади, приходящиеся на молекулу смолы для различных фракций, значения которых лежат в пределах от 13—17 до 72—81 А , причем результаты, полученные обоими методами, хорошо согласуются между собой. [c.257]

Особенно удобной для изучения распада небольших молекул оказалась методика ударных волн, позволяюш,их легко получать необходимые для распада большинства прочных частиц высокие температуры, а также производить измерения при высоких давлениях. При этом по ряду причин необходимо, чтобы концентрация изучаемых молекул в инертном газе-носителе была как можно более низкой. Прежде всего при таких концентрациях энтальпия реакции столь слабо влияет на ударную волну, что последняя не искажается реакцией и реакция практически протекает изотермически, как в тепловой ванне . При этом качество как прямой, так и отраженной ударной волны остается хорошим известно, что даже не очень большие добавки многоатомного газа сильно влияют на образование пограничного слоя (фронта) в одноатомном газе-носителе. При достаточном разбавлении распадающиеся молекулы получают энергию практически только при столкновениях с газом-носителем, а реакции изучаемых частиц друг с другом и с продуктами их распада оказываются в значительной степени подавленными. При этом влияние реакций, идущих на стенках сосуда, исключается полностью. Кроме того, применение метода ударных волн дает возможность определить константы скорости мономолекулярных реакций в очень широком диапазоне давлений и температур некоторые технические приемы позволяют при этом достичь хорошей точности. [c.156]

Пфейффер и Сааль [3], использовавшие этот метод, приводят для асфальтенов различного происхождения значения молекулярных весов, равные 80 ООО, 110 ООО и 140 ООО. Вероятно, этим исследователям не удалось получить истинно мономолекулярных слоев асфальтенов, п расчеты пх привели к ошибочным выводадь Во всяком случае, за истекшие с тех пор 18 лет эти данные не подтвердились, еслп не считать одпого упоминания об опытах по изучению скорости диффузпп асфальтенов в растворах, результаты которых позволяют предполагать, что величины молекулярных весов асфальтенов, по крайней мере, столь же высокие, как у Пфейффера и Сааля [3]. Воздшжно, основную роль здесь играют крупные образования, возникающие в результате ассоциации молекул асфальтенов. [c.507]

Поверхностные и капиллярные явления, включая изучение поверхностных сил, термодинамич. и кинетич. закономерностей адсорбции и смачивания, св-в адсорбц. слоев, закономерностей и механизмов действия ПАВ на разл. межфазных пов-стях. Молекулярно-статистич. рассмотрение поверхностных явлений (включая использование методов молекулярной динамики) ведется в контакте с соответствующими разделами мол. физики. Эксперим. исследование поверхностных явлений на легкоподвижных пов-стях жидкость-пар и жидкость-жидкость проводится преим. тензометрич. методами (изучение концентрац. зависимости поверхиостного натяжения р-ров) или с помощью весов Ленгмюра в сочетании с оптич., электрич. и реологич. методами (см. Мономолекулярный слой). [c.434]

В развитии наших взглядов на природу адсорбционных слоев нерастворимых веществ на поверхности воды весьма большую роль сыграли хорошо известные работы-Лэнгмюра, Адама и Джессопа, а также работы, выполненные в последнее время в лаборатории Гаркинса. Применение горизонтальных поверхностных весов Лэнгмюра — Адама и вертикальных весов Гаркинса и Андерсона к изучению поверхностных слоев высокомолекулярных органических веществ на воде позволило накопить большой экспериментальный материал в этой области и установить ряд общих закономерностей. Этот метод из чения мономолекулярных слоев на воде дает возможность путем прямых измерений установить связь между величиной поверхностного давления слоя тт и размером площадки о), приходящех хся на одну молекулу в поверхностном слое. Получаемые [c.731]

Значительный интерес, проявляемый в последнее время к мономолекулярным слоям (МС), обусловлен их весьма широким применением для решения ряда научных и технических проблем. Особое место занимают полимолекулярные слои, получаемые при переносе МС на твердую основу по методу Лэнгмюра—Блоджетт [1, 2]. Однако, несмотря на их широкое применение (3—7], вопросы механизма и условий переноса МС на твердую основу, характер образующихся структур, состав первоначального МС и его физико-химические характеристики не являются пока достаточно изученными. Так, например, д,чя получения наилучших рабочих параметров анализаторов рентгеновского спектра, создаваемых на оснойе регулярных поли-молекулярных слоев солей жирных кислот, необходимо максимальное превращение кислоты в ее соль. Это достигается обычно изменением pri раствора- подкладки , на поверхность которого наносится МС жирной кислоты. Анализ состава МС, снятых с поверхности раствора при различных значениях pH может оказаться полезным при выборе оптимальных условий получения анализаторов рентгеновского спектра. Однако имеющиеся в литературе данные по составу таких МС немногочисленны [6, 11], а рекомендуемые оптимальные значения pH в ряде случаев противоречат друг другу [5, 6]. [c.85]

Нами микрокалориметрическое измерение тепловых эффектов адсорбции использовано для изучения структуры образующегося адсорбционного слоя неионогенных ПАВ и адсорбционных равновесий при концентрациях растворов ниже ККМх. В качестве неионогенного ПАВ был использован оксиэтилированный эфир нормального децилового спирта с содержанием тринадцати оксиэтиленовых групп в гидрофильной цепи, очищенный от сопутствующих гомологов методом препаративной хроматографии [50]. ККМ этого эфира, определенная методом поверхностного натяжения, была равна 1,37 ммоль/л (молекулярная масса — 730) площадь проекции алкильного радикала на плоскость раздела фаз — 64 А , площадь проекции на плоскость полиоксиэтиленовой цепи — 181 А величина предельной удельной адсорбции, соответствующей плотной упаковке мономолекулярного слоя при ориентации молекул параллельной поверхности раздела фаз, равна 0,685 мкмоль/м , или 0,089 ммоль, на 1 г ацетиленовой сажи. [c.58]

Теория и метод измерения поверхностного давления были разработаны Харкинсом и Андерсоном [23], которые указали, что не обязательно измерять давление, оказываемое мономолекулярным слоем на грань барьера — поплавка, а можно измерять разность поверхностного натяжения, возникаюн его при расположении поплавка под двумя различными углами к горизонтали. Однако эта теория недостаточно хорошо объясняет получающиеся высокие значения поверхностного давления. Метод равновесия пленки обычно называют равновесием Лэнгмюра Адама — Харкинса. Лэнгмюр разработал этот метод в 1917 г., а позднее Адам значительно его усовершенствовал. Одно из усовершенствований, примененных Адамом, заключалось в прикреплении поплавка чрезвычайно тонкими листочками золота или платины с каждого его конца к куску металла, находящегося в контакте со стенкой сосуда. Таким образом было предотвращено просачивание поверхностноактивного материала или воды между стенкой и каждым концом поплавка. Харкинс, Адам, Ридель с сотр. выполнили много работ по изучению мономолекулярных слоев органических соединений. [c.530]

При изучении молекул, адсорбированных на металлических пластинках, может быть использован метод отражения. Это очень важное преимущество, так как для такого типа образцов нельзя использовать метод пропускания. Основное затруднение при исследовании методом отражения состоит в малой величине поглощения инфракрасной радиации, которую можно ожидать от мономолекулярного слоя на поверхности металлической пластинки. В наиболее благоприятном случае интенсивность полос поглощения мономолекулярного слоя составила бы около 0,5%. Эта величина слишком мала, чтобы ее можно было определить при помощи обычной спектральной аппаратуры, уровень шумов в которой обычно достигает порядка 1%. Проблема повышения чувствительности аппаратуры, столь существенная при исследованиях в отраженном свете, может быть разрешена, с одной стороны, путем использования метода многократных отражений, а с другой, путем использования приспособлений, увеличивающих чувствительность прибора. Эти важные усовершенствования в методике изучения адсорбированных молекул в отраженном свете были выполнены Пикерингом и Экстромом [9], а также Френсисом и Эллисоном [10]. [c.34]

Приведенные выше экспериментальные данные свидетельствуют о том, что метод нерастворимых, монослоев (МНМ) позволяет в принципе решать два типа структурных задач. Во-первых, он может быть использован для анализа структуры макромолекул в блоке полимера и на его поверхности. Во-вторых, он дает возможность исследовать конформационное состояние и ориентацию макромолекул в тонких пленках на границе фаз в функции плотностц их упаковки и энергетики взаимодействия с подложкой. Надо подчеркнуть, что в рамках этой второй задачи нерастворимый монослой можно рассматривать и как достаточно удачную модель адсорбционного слоя полимера на твердой поверхности. Это, в частности, было показано нами при сравнительном изучении структуры и свойств мономолекулярных пленок ПДМС, перенесенных на стекло с поверхности воды и полученных на стекле адсорбцией из растворов [24, 25]. [c.215]

Ценность метода. Оригинальные уравнения Друде основаны на предположении, что вещество пленки — однородная среда, и поэтому можно считать, что метод Тронстада применим только там, где толщина пленки велика в сравнении с величиной атома и мала в сравнении с длиной волны, т. е. этот метод применим в относительно ограниченных пределах. Однако есть основания полагать, что изучение пленок посредством влияния их на состояние поляризации света может быть применено в более широких пределах толщин пленок. Математическая сторона была изучена Страханом который исходил из совершенно другого предположения, нежели Друде. Стра-хан впервые исследовал случай, когда слой можно рассматривать как двухмерное распределение осцилляторов Герца — предположение, применимое к мономолекулярным пленкам, а затем рассмотрел случай трехмерного распределения, применимого к полимолекулярным пленкам рассматривались как изотропные, так и анизотропные слои. [c.844]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология