Монослои на поверхностях раздела масло вода

В последние годы все больше внимания уделяется пленкам на поверхностях раздела типа жидкость — жидкость (чаще всего типа вода—жидкость). Некоторые работы в этой интересной области были рассмотрены в предыдущих разделах, посвященных белковым и полимерным пленкам. Хатчинсон [201] описывает ряд опытов на пленках кислот с неразветвленными цепями и спиртов на поверхностях раздела вода — бензол, вода — циклогексан и вода — СнНзо. Во всех случаях спирты (гексиловый, октиловый, децнловый и додециловый) давали более конденсированные пленки, чем кислоты (масляная, капроновая, канриловая и лауриловая), с экстраполированной площадью молекулы в плотном монослое 20 А . Правило Траубе (разд. 1П-7Г) к этим системам не применимо, что указывает а непараллельную ориентацию молекул на поверхности раздела. Данные по адсорбции спиртов на поверхности раздела вода — октан описываются уравнением (П-67) или (П-133), при этом, однако, с увеличением длины цепи площадь молекулы в плотном монослое возрастает, поэтому можно предположить, что ориентация не является строго вертикальной [202]. Как правило, при данном поверхностном давлении площадь пленок спиртов и кислот на исследованных поверхностях раздела больще, чем на границе вода — воздух. (Этого, собственно, можно было ожидать, поскольку неполярный растворитель стремится уменьшить когезию между углеводородными цепями.) Однако давление, при котором происходит переход газообразной пленки в конденсированную фазу, более низкое, возможно потому, что значительная боковая адгезия между полярными группами при высоком сжатии с избытком компенсирует уменьшение когезии между углеводородными хвостами. Исследования заряженных монослоев на поверхностях раздела масло— вода вкратце обсуждаются в следующем разделе. [c.144]

Монослой белков на поверхности раздела вода — масло растянуты особенно заметно [40]. Такое расширение пленки вызывается снижением вандерваальсового взаимодействия между неполярными боковыми цепями в присутствии углеводородных молекул. Полипептидный остов при этом остается на поверхности раздела вследствие гидрофильного характера пептидных связей, а также полярных и ионных групп боковых цепей. [c.297]

Разработана модель, количественно описывающая фазовое поведение мицеллярных систем или микроэмульсий. В этой модели граница раздела между каплей и окружающей ее внешней фазой рассматривается как двойной монослой, образованный ориентированными молекулами ПАВ, Гидрофильные головки молекулы ПАВ и их липо-фильные хвосты рассматриваются как независимые промежуточные фазы, причем вода взаимодействует с головками, а масло с липо-фильными частями молекул ПАВ. Направление и степень кривизны поверхности раздела определяется градиентом двумерного давления на границе раздела водной и масляной фаз, который возникает б результате различия взаимодействия на разных сторонах поверхности раздела. Этот градиент давления выражен через измеряемые величины, такие, как объем молекул ПАВ, поверхностное натяжение и сжимаемости. [c.432]

Ранее отмечалось, что равновесные коэффициенты растекания обычно имеют отри-цательно значение. Поэтому при нанесении на жидкость А избыточного количестаа вещества В в равновесных условиях гиббсовский монослон сосуществует с объемной фазой (или линзой, если В — жидкость), в которой остается избыток В. Однако, если А — твердое тело (см. гл. УП), на поверхности нередко образуются стабильные толстые или дуплексные пленки другими словами, краевой угол мел4ду жидкостью н твердым телом равен нулю. Еще одно исключение — стабильное растекание с образованием дуплексных пленок в присутствии на поверхности раздела масло — вода третьего сильно адсорбирующегося компонента. Так, олеат натрия даже в очень низкой концентрации уменьшает межфазное натяжение между парафиновым маслом и водой с 41 до 7,2 дн/см. Лэнгмюр показал [25], что на поверхности раздела раствора поверх-ностно-активного вещества, образующего гиббсовский монослой типа двумерного газа, масляные пленки растекаются с образованием дуплексных пленок (см. разд. И1-6Б). [c.94]

Молекулы весьма малых размеров, проявляющие некоторую тенденцию к адсорбции, могут сильно ослаблять когезию в монослоях. Ненормально слабая когезия в плёнках высокомолекулярных аминов на растворах, содержащих ацетатные буферы при р//, — около 4 (стр. 100), обусловлена проникновением в плёнку молекул уксусной кислоты. Кислоты или спирты с 4—8 углеродами проникают в монослои алифатических соединений или стеролов, образуя газообразные плёнки. Проникновение происходит при давлениях, не превышающих некоторого значения, которое тем выше, чем длиннее углеводородная цепь проникающей молекулы, и тем ниже, чем сильнее когезия в монослое. Это проникновение, вероятно, связано с работой адсорбции на поверхности раздела масло — вода з. Цетиловый сульфат натрия проникает в плёнку холестерола, превращая её в газообразную, при давлениях до 50 дин1см. [c.133]

Механизм образования межфазных адсорбционных слоев глобулярных белков обсуждался и ранее в ряде работ. Так, Александер и Чогел [127] считают, что в нроцессе адсорбции, протекающей на границе раздела фаз, вначале образуется монослой из белка с гидрофобными участками молекул, обращенными к маслу, и гидрофильными,— к воде. Следующие молекулы, которые подходят к поверхности раздела благодаря давлению адсорбционного слоя, имеют тенденцию вытеснять с поверхности менее поверхностно-активные сегменты молекул, связанные в монослое силами когезии, вследствие чего сегменты молекул адсорбционного слоя образуют свободные петли или складки. Это приводит к тому, что увеличивается число полярных областей молекул белка на границе раздела фаз. Поверхность слоя, обращенного к воде, становится более гидрофильной, что должно приводить к образованию толстых структурированных слоев. [c.202]

Для изучения находящихся на поверхности раздела нерастворимых пленок обычно используют три метода, в основе которых лежат измерения поверхностного давления, поверхностного потенциала и поверхностной вязкости. Первый, наиболее старый из этих методов уже давно использовался многими исследователями. Впервые измерить поверхностное давление нерастворимого монослоя прямым взвешиванием удалось Ленгмюру, который применил для этой цели плавающий барьер. Гуасталла [6 ] разработал метод, позволяющий измерять поверхностное давление вплоть до 0,001 динкм. Его поверхностные весы состоят из маятника, отклонение которого, вызываемое изменением поверхностного давления, регистрируется специальным оптическим приспособлением. Вещество, образующее пленку, растекается по поверхности обычно из растворов в петролейном эфире или других летучих водонерастворимых растворителях. При этом использование для дозировки объема микрометрической пипетки всегда позволяет легко рассчитать число нанесенных на поверхность молекул. Для изменения концентрации вещества в монослое используют способ последовательного нанесения раствора на поверхность этот способ особенно предпочтителен по сравнению с методикой поджимающего барьера для поверхности раздела вода — масло. Однако оба способа имеют ряд недостатков. Так, в последнем случае не исключена возможность утечки пленки мимо этого барьера, что затрудняет проведение измерений. С другой стороны, при использовании метода последовательного нанесения раствора имеется опасность того, что при высоких концентрациях вещества его полное растекание по поверхности не достигается. [c.279]

Филлипс и Райдил также изучали монослой октадецил- и докозил-сульфата натрия на поверхностях раздела вода — воздух и вода — масло, используя для получения монослоя раствор ПАВ в смеси петролейного эфира (50%), изопропилового спирта (49%) и воды (1%). Они нашли, что устойчивая воспроизводимая пленка образуется на многих подложках [22] и что трудности растекания монослоя докозилсульфата на поверхности раздела вода — воздух, [c.285]

Хотя влияние находящегося в подложке электролита на свойства монослоев проявляется сложным образом, все же очевидно, что монослой незаряженных молекул существуют на границе раздела вода —воздух в виде конденсированных или жидко-растянутых пленок. Влияние находящихся в подложке ионов на поверхностную энергию системы маскируется сильным когезионным взаимодействием между соседними углеводородными цепями. На границе раздела вода — масло влияние такого когезионного взаимодействия на величину поверхностного давления в значительной степени снижено. Однако и в этом случае изучение влияния ионов на свойства мопослоя сильно затруднено, так как незаряженные молекулы хорошо растекаются по поверхности вследствие их высокой растворимости в масляной фазе. Девис [25] установил, что эквимолярная смесь катионного и анионного ПАВ, например смесь октадецилтриметиламмонийхлорида и докозилсульфата натрия, растекается на поверхности дистиллированной воды без растворения так же хорошо, как и па границе раздела вода — масло. Филлипс и Райдил [22] отмечают, что на поверхности разбавленных растворов (10" М) соотношение между л и А постоянно и не зависит от природы и концентрации раствора. Состояние пленки описывается простым уравнением, которое соответствует отсутствию в ней межмолекулярного взаимодействия, а именно [c.287]