Строение и свойства адсорбционных слоев на границе раздела вода — воздух

Несмотря на многочисленные исследования строения п свойств адсорбционных слоев на границе раздела вода—углеводород, нет ясности в одном из важных вопросов — насколько велико взаимодействие молекул в адсорбционных слоях и может ли оно привести к образованию конденсированных слоев. Согласно [1, 2] углеводородная фаза сольватирует углеводородные цепи адсорбированных молекул (в частности, высших спиртов) и препятствует их взаимодействию, вследствие чего образование конденсированных слоев на такой границе раздела считается невозможным. Однако интенсивность сольватации может быть различной. Предотвращение взаимодействия цепей предполагает проникновение сольватирующих молекул в адсорбционный слой, но неясно, будут ли неполярные молекулы растворителя прочно удерживаться на поверхности раздела в присутствии избытка молекул ПАВ в растворе, способных значительно сильнее понижать свободную поверхностную энергию. Если же молекулы ПАВ будут адсорбироваться преимущественно и вытеснять молекулы углеводорода, то они смогут взаимодействовать между собой примерно так же, как и на границе раздела вода—воздух. Сольватация же только по внешним концам адсорбированных молекул ПАВ (например, по их метильным группам) вряд ли может нарушить взаимодействие цепей по всей их длине, в особенности если между полярными группами действуют связи, например водородные. В случае же адсорбционного слоя, находящегося по температурным условиям в расширенном состоянии, или в случае ПАВ, строение молекул которых вообще не допускает плотней упаковки углеводородных цепей, проникновение в слой соль-ватирующих молекул углеводорода энергетически может оказаться выгодным. Вероятно, сольватация понижает температуру перехода слоя в расширенное состояние. [c.99]

Благодаря наличию в молекуле активной группы, имеющей сродство к воде, и углеводородного радикала, имеющего сродство к маслу, ПАВ снижает поверхностное натяжение на границе раздела фаз и тем самым препятствует слиянию дисперсной фазы и расслоению эмульсии. От концентрации эмульгаторов — стабилизаторов эмульсии и их строения зависит устойчивость образующихся эмульсий, а объемное соотношение воды и масла определяет тип эмульсии. Устойчивость эмульсий возрастает с увеличением в них концентрации ПАВ до насыщения адсорбционного слоя на границе раздела фаз, т. е. до образования мономолекулярного слоя с оптимальными структурно-механическими свойствами. Стабилизация эмульсий и образование мономолекулярного слоя достигаются при очень малых объемных концентрациях ПАВ в системе, так как оно концентрируется преимущественно на границе раздела фаз. Так, при добавлении в воду олеата натрия 10 моль1см концентрация его на границе с воздухом достигает 3-10 моль1см , а поверхностное натяжение снижается с 72,8 до 30 эрг/ см . Только в молекулярном, т. е. истинно растворенном состоянии, ПАВ концентрируется на границе раздела фаз и снижает межфаз-ное поверхностное натяжение, проявляя свою поверхностную активность. Как показано на рис. 42, молекулы ПАВ, образующего защитный адсорбционный слой на границе раздела фаз, в случае эмульсий масло в воде ориентируются внутрь дисперсной фазы углеводородным радикалом, а в случае эмульсий вода в масле — полярной группой. [c.132]