Монослои растекание

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]

Быстрое растекание одной жидкости по поверхности другой наблюдается, когда жидкость с низким поверхностным натяжением наносят на поверхность жидкости с высоким поверхностным натяжением. В обратном случае на поверхности образуется не пленка, а линза. После взаимного насыщения жидкостей картина может измениться — пленка через некоторое время стягивается в линзу, хотя на поверхности жидкости все же сохраняется монослой. Описанное явление особенно характерно для обводненных топлив и масел. [c.190]

Исследования мономолекулярных слоев проводят следующим образом. Перемещаемый барьер устанавливают поперек кюветы так, чтобы он разделил поверхность жидкости на две части. На часть, примыкающую к поплавку, наносят раствор исследуемого вещества. Обычно для растворения вещества, образующего монослой, используют летучие углеводороды, к которым для улучшения растекания добавляют небольшое количество спирта (чаще всего бутилового или пропилового). Чтобы монослой не проникал за поплавок, Ленгмюр между стенками кюветы и поплавком применил воздушное дутье. Затем стали применять платиновые волоски, перегораживающие поверхность между стенками кюветы и поплавком, а в последнее время поверхность между стенками кюветы и поплавком перегораживают хлопчатобумажными нитями, смазанными вазелином. [c.40]

При растекании пленки на достаточно большой поверхности образуется мономолекулярный слой, поскольку с ростом площади пленки свободная поверхностная энергия системы непрерывно уменьшается. Образующийся монослой является плотным, так как боковая когезия между молекулами [c.98]

Диффузионный процесс, обусловливающий растекание, сложен. При растекании диффузия протекает не только в монослое, но в некоторой пленке, переходящей в растекающуюся жидкость. Наиболее [c.52]

Следовательно, конечный коэффициент растекания является отрицательным. Таким образом, если на поверхность воды нанести бензол, сначала он быстро растечется по поверхности воды, а после взаимного насыщения стянется в линзу. Поверхность воды, однако, не останется чистой поверхностное натяжение воды снизится до 62,2, что соответствует гиббсовскому монослою для насыщенного раствора бензола в воде (иначе говоря, соответствует пленке бензола, находящейся в равновесии с насыщенными парами бензола). [c.90]

Только что описанная ситуация довольно характерна для систем, включающих воду. Коэффициент растекания на воде жидкостей с низким поверхностным натяжением сначала имеет положительное значение, а затем почти нулевое или даже становится отрицательным. Это происходит из-за того, что поверхностное давление я гиббсовского монослоя достаточно велико, чтобы уменьшить поверхностное натяжение воды до значения меньше суммы двух других величии, входящих в уравнение (П1-2). Таким образом, в условиях равновесия органические жидкости обычно образуют на поверхности воды монослой, сосуществующий с линзой, в которую собирается избыток жидкости. [c.90]

При температуре не выше критической чистые кристаллические твердые материалы растекаются очень медленно [30], Этот процесс в определенной степени коррелирует с тем, в каком состоянии — твердом, жидком или газообразном — находится образующийся монослой вещества (см. разд. 1П-4). Скорость растекания от кристалла определяется контуром пересечения кристалла с поверхностью жидкости и, возможно, кристаллографической гранью и может зависеть от направления. При этом силы, действующие по контуру пересечения кристалла, могут быть несбалансированными, что приводит к довольно быстрому вращению частицы, например камфоры, помещенной на поверхность чистой воды. [c.94]

Современные представления о механизме растекания в общем виде люгут быть сформулированы следующим образом каждая органическая жидкость или любая другая жидкость с низкой свободной поверхностной энергией при обычных температурах всегда хорошо растекается на гладких, чистых поверхностях высокой энергии, если только адсорбционный слой на твердом теле не образует поверхности низкой энергии с критическим поверхностным натяжением смачивания, меньшим, чем поверхностное натяжение жидкости. Вследствие резко выраженного локального характера сил взаимодействия между атомами твердой поверхности и молекулами органической жидкости, а также между молекулами самой жидкости монослой адсорбированных молекул всегда превращает исходную твердую поверхность в поверхность низкой энергии, обладающую такой же смачиваемостью, как и сплошное тело того же поверхностного состава. [c.291]

Наблюдение фигур растекания в некоторых случаях даёт указания на присутствие протеина в растворе непосредственно под монослоем. Это понижает межфазное натяжение между водой и индикаторным маслом, допуская большее растекание масла, так что слой масла утоньшается в тех местах, где в растворе есть протеин. Это проявляется в изменении цвета слоя масла. Протеин может оказаться под монослоем благодаря своему неполному растеканию. В этом лучае он может быть обнаружен в особенности по утоньшению края растекающегося масла, оттесняющего слой протеина. Иногда присутствие протеина под плёнкой обусловливается его вытеснением при сжатии монослоя. Количество вытесненного протеина при различных поверхностных давлениях может служить мерой молекулярного веса. вытесненной части и, следовательно, мерой молекулярной гомогенности лли частичного гидролиза протеина в монослое. [c.509]

Сохраняют ли энзимы свою специфическую химическую активность при растекании в монослой, до сих пор остаётся не вполне выясненным. Пепсин, нанесённый на воду и затем отложенный на металлическую пластинку, энергично свёртывает молоко при погру- [c.509]

В состоянии установившихся течений, когда силами инерции можно пренебречь, натяжение пленки должно быть приблизительно одним и тем же по всей площади пленки (гравитационным полем пренебрегаем), включая также и площадь двухслойной пленки (пленки со слоем разрушителя макроскопической толщины). При выполнении условия (3) натяжение двойной пленки, как в этом легко убедиться, всегда меньше натяжения пленки за пределами линзы. Очевидно, таким образом, Что в этих условиях к периметру двухслойной пленки приложены силы, которые будут растягивать ее как целое до тех пор, пока либо не изменится оа из-за сжатия периферийной части пленки, либо линза не растечется в монослой, в результате чего изменится натяжение двухслойной пленки. Однако подобное растяжение линзы в монослой (именно растяжение, а не растекание, ибо линза растягивается как целое вместе с лежащей под ней исходной пленкой) практически означает быстрый прорыв основной пленки, так как даже для очень малых капель разрушителя пены разница в площади, первоначально оккупированной каплей, и площади монослоя весьма велика (в то же время при достаточно малых размерах капель периферийным изменением поверхностного натяжения можно пренебречь). [c.150]

Важнейшая особенность растекания по поверхности жидкости заключается в следующем. Весьма часто капля, нанесенная на поверхность жидкости, сохраняет характерную линзообразную форму, а от периметра капли распространяется мономолекулярный слой смачивающей жидкости. Этот слой можно сравнить в некоторых отношениях с первичным слоем при растекании по поверхности твердого тела (см. рис. IV. 1) отличие заключается в том, что при растекании по жидкости первичный слой значительно опережает вторичный. Таким образом, в этих условиях распространяется не фазовый слой жидкости (как по твердому телу), а монослой. Соответственно скорость распространения уже не определяется вязкостью смачивающей жидкости. Основную роль играет [c.161]

Так, поверхностное давление монослоя соответствует осмотическому давлению растворенного вещества, барьер и поплавок — полупроницаемой мембране. Действительно, они являются непроницаемыми для двигающихся по поверхности молекул монослоя и в то же время позволяют молекулам жидкости (подкладки) свободно перемещаться в объеме жидкости под барьерами. Имеются доказательства, что нерастворимые пленки на поверхности, если равновесие достигнуто, всегда существуют в виде мономолекулярных слоев. Если же слой сжат или ограничен по площади, размеры которой препятствуют растеканию всей массы в монослой, то образуются отдельные, изолированные островки или плавающие линзы, разделенные участками поверхности, покрытыми монослоем. Чем меньшей становится площадь, тем все большую часть ее занимают эти линзы, пока на поверхности не возникнет сплошной слой макроскопической толщины. Эта толщина может быть меньше видимых толщин, но уже достаточной для того, чтобы силовые поля верхней и нижней поверхностей этого слоя не могли взаимодействовать друг с другом вследствие большого расстояния. [c.273]

Образование смешанных монослоев другого типа связано не с ионными взаимодействиями, а с образованием молекулярных комплексов. Возникновение таких комплексов также было обнаружено и изучалось при помощи кривых давление—площадь. Хорошо охарактеризованы особенно устойчивые комплексы высших алкилсульфатов и высших жирных спиртов при отношении 1 1 [90]. Эти пленки могут быть образованы при растекании смеси обоих компонентов или путем проникновения второго компонента в уже образовавшийся монослой первого. При работе по последней методике для достижения [c.296]

Формирование черной бислойной мембраны не означает полного завершения всех процессов формирования БЛМ. Параллельно с почернением идут более медленные и продолжительные процессы растекание липидного раствора по поверхности перегородки, на которой сформирована мембрана, выход растворителя из мембраны в объем тора и водную фазу, а также уплотнение упаковки молекул липида в монослое и на поверхности тора. Все эти процессы приводят к постепенному (в течение 10-20 мин после почернения) снижению поверхностного натяжения и увеличению электрической емкости БЛМ вплоть до некоторых стационарных значений. [c.17]

Очевидно, что подобная простейшая модель приемлема только в узкой области состояний мембраны, близких к неде-формированному, т. е. когда у составляет, по крайней мере, несколько дин/см. Соответствующий монослой с той же плотностью головных групп липида, что и бислой, отличается в первую очередь по углеводородной подвижности. Для относительно п отноупакованного монослоя (45—70 на 1 молекулу), поддерживаемого при равновесном или близком к нему давлении растекания, основной вклад в результирующее поверхностное натяжение, вероятно, должен определяться пониженной плотностью в области концов углеводородных цепей, точно так же, как для поверхностной зоны углеводородной жидкости. Для бислойной мембраны и для монослойной пленки в состоянии, близком к равновесному давлению растекания, термодинамические условия в зонах головных групп должны быть сходными и в значительной степени определяться всей совокупностью взаимодействий с водой, как предположено Форслиндом и Кьелландером [18]. На этой приемлемо приближенной основе мы можем сделать следующее допущение [уравнение (25) ] [c.330]

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]

С другой стороны, в тирозильной группе имеется фенольный гидроксил, который образует водородную связь с пептидной группой главной цепи. Если пленка поли-Ь-тирозина получается путем растекания из раствора в пиридине, который не оказывает влияния на водородную связь, пленка занимает значительно меньшую площадь, чем монослой других полипептидов. Эта площадь практически совпадает с площадью, занимаемой другими полипептидами, в том случае если поли-Ь-тирозин растекается на поверхности из раствора, в котором растворитель препятствует образованию водородных связей, как, например, дихлоруксусная кислота. Поли-О-бензил-Ь-тирозин, в котором фенольный гидроксил этерифицирован и соединен с бепзильной группой, дает пленку конденсированного тина с довольно большой предельной площадью на остаток. Все эти данные убедительно показывают большую роль водородных связей в процессе образования конденсированных пленок, особенно в случае пленок полипептидов [52]. [c.305]

Так, при впрыскивании разбавленного раствора дигитонина под пленку холестерина, ограниченную барьером, например нитью, поджатой с внешней стороны слоем триолеина, не проницаемого для дигитонина, происходит немедленное расширение мопослоя с увеличением его площади примерно в два раза, а жидкообразная пленка холестерина отверждается (поджимающее давление триолеина при этом не изменяется). Если вместо дигитонина впрыскивать под монослой гексадецилсульфат (в соответствующей концентрации) и если в качестве масляного поршня использовать олеиновую кислоту, то площадь увеличивается лишь на 50%. Поскольку площади, занимаехмые молекулами холестерина, дигитонина и гексадецилсульфата, равны соответственно 40, 40 и 20 А , соотношение компонентов в образующемся комплексе должно быть 1 1. При замене олеиновой кислоты триолеином, который характеризуется более низким давлением растекания, смешанный монослой холестерина и гексадецилсульфата также соответствовал образованию комплекса 1 1. При дальнейшем постепенном расширении монослоя при более низких поверхностных давлениях образуется менее устойчивый комплекс холестерина и гексадецилсульфата с соотношением компонентов 1 2. Если вместо гексадецилсульфата использовать додецилсульфат, то образуется очень неустойчивый комплекс 1 1. Таким образом, вандерваальсовы силы играют большую роль в образовании комплексов рассмотренного типа. [c.308]

Интенсивность взаимодействия между молекулами монослоя и молекулами соединений, находящихся в подложке, может изменяться в очень широких пределах. Если под монослой кардиолипи-на или бегенилсульфата натрия ввести белок, например сывороточный альбумин или у-глобулин, то наблюдается расширение пленки при постоянном давлении и увеличение поверхностного давления при постоянной площади, если при этом монослой заряжается противоположно [60]. Буль изучал взаимодействие додецилсульфата натрия с яичным альбумином, исследуя растекание смесей этих веществ разного состава, приготовленных заранее. Если в рас-творе-подложке содержалось 35% сульфата аммония, то даже чистый додецилсульфат натрия растекался по поверхности раздела, образуя устойчивый монослой вплоть до высоких поверхностных давлений. На рис. 125 приведены площади такого смешанного монослоя (в квадратных метрах на миллиграмм смеси) в зависимости от весовой доли додецилсульфата натрия при поверхностных давлениях 2,5 и 15 дин1см- Эти результаты указывают на разнообразный и сложный характер взаимодействия между яичным альбумином и додецилсульфатом натрия. Буль, используя неко- [c.309]

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]

При работе с монослойными пленками необходимо остерегаться следующих ошибок. Не следует брать слишком много поверхностно-активного вещества, так как монослой может не сформироваться полностью и на поверхности будут плавать пятна нерастекшегося материала это же относится к веществам с низкой скоростью растекания. Необходимо тщательно следить за тем, чтобы пленка не просачивалась за подвижный барьер и поплавок, особенно при высоких поверхностных давлениях. В обычной методике зависимость я от а получают путем сжатия монослоя, и, таким образом, кривые, приведенные, например, на рис. П1-6, отвечают движению справа налево. Если пленку сжимать медленно, то уже приблизительно при 15 дн/см она коллапси-рует, т. е. вещество пленки начинает переходить в трехмерное состояние. При высоких скоростях сжатия л--ст-изотерма может уйти в далекую метастабильную область до 50 дн/см. Возможный механизм коллапса показан на рис. ПГ6, б. Кинетическая задержка при коллапсе обусловлена энергетическим барьером процесса перехода в инвертированное состояние этим и объясняется существование метнстабильной пленки. [c.98]

Регулирование смйчиванйя tвepдыx teл маслами путем введения присадок. Изменяя критическое поверхностное натяжение (см. 6), можно управлять процессом растекания смазочных материалов Для предотвращения растекания можно использовать присадки двух видов. Повышение краевого угла при использовании присадок 1-го вида достигается за счет роста градиента поверхностного натяжения между первичной и вторичной пленкой (см. 28). Присадки 2-го вида образуют монослой с низким значением критического поверхностного натяжения [c.346]

Растекающиеся жидкости распространяются сначала в виде плёнки значительной толщины, иногда дающей цвета интерференции, но в большинстве случаев слишком толстой для этого. Но, как только вся поверхность оказывается покрытой, эта толстая плёнка разбивается и, пройдя через ряд стадий, образует мономолекулярный слой, находящийся в равновесии с отдельными видимыми каплями. В конечном итоге, по истечении достаточного времени, поверхность представляет собой монослой, находящийся в равновесии с одной крупной каплей Эти стадии растекания были описаны Дево Гарди Бэйльби , Тэйлором и Фичемом и Райдилом . Летучие вещества растекаются таким же образом, но в этом случае никогда не достигается равновесие, так как капли, и в особенности плёнка, быстро испаряются, причём эти потери восполняются непрерывным притоком молекул от нерастёкшихся масс. Гарди обнаружил, что некоторые соединения с весьма высокой точкой кипения (например, [c.279]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология