Пленки поверхностные давление

Работы Лэнгмюра в 1917 г. Молекулярная ориентация я микроструктура плёнок. Лэнгмюр ввёл ношые. представления и новую экспериментальную методику, сыгравшие большую роль в изучении этих плёнок. Он измерял поверхностное давление непосредственно, пользуясь поплавком, связанным с прибором для измерения усилия. Плёнка наносилась на поверхность воды, налитой до краёв в кювету, снабжённую бумажными барьерами для очистки поверхности и изменения площади плёнки по методу Покельс. Хотя установка Лэнгмюра подверглась впоследствии большим изменениям, введённый им принцип непосредственного измерения усилия на поплавок почти всегда [c.39]

Мономолекулярная природа поверхностных плёнок. Поверхностное давление. Этот параграф содержит два утверждения [c.35]

Для исследования газообразных плёнок при весьма низких давлениях Мосс и Райдил применяли остроумный прибор, изображённый на рис. 10. Кювета состоит из четырёх отделений, из которых в двух, диагонально противоположных (х и у), находятся чистые поверхности, а в двух других Ш к Z нанесена плёнка. Плёнка оказывает поверхностное давление, образующее, пару сил, приложенную к поплавку, перегораживающему кювету на две равные части. Поплавок подвешен на вертикальной крутильной нити. Его положение и смешения отмечаются оптическим рычагом и микрометрическим винтом, расположенным против одного нз концов поплавка. Этот [c.50]

Связь между поверхностным давлением плёнки и натяжением поверхности, покрытой плёнкой, также очевидна. Поверхностное натяжение есть свободная энергия единицы поверхности или работа, [c.36]

Несколько менее строгой является аналогия между поверхностным давлением на поплавок и давлением газа на стенки в трёхмерном пространстве. Однако, если должным образом учтено влияние подлежащих молекул воды на поведение молекул плёнки, можно говорить о поверхностном давлении, как результате отталкивания между молекулами плёнки и поплавком, и такому представлению мы обязаны значительной частью имеющихся сведений о молекулярной структуре этих плёнок [c.37]

Термин поверхностное давление подвергался критике главным образом с двух точек зрения. Во-первых, с чисто физической точки зрения, утверждалось, что поверхность находится в состоянии натяжения и что действие плёнки сводится лишь к уменьшению этого натяжения. В 3 гл. I было уже указано, что поверхностное натяжение есть лишь математическое понятие, равносильное понятию свободной поверхностной энергии. Там же были приведены некоторые аргументы, опровергающие представле- [c.37]

Тангенциальная когезия между длинными цепями, вероятно, препятствует погружению молекул, содействуя их упаковке на поверхности в виде частокола. Эта когезия является, несомненно, фактором, связывающим молекулы в сплошную плёнку, не оказывающую измеримого поверхностного давления при площадях, превышающих [c.42]

В первых моделях установок поверхностное давление уравновешивалось и измерялось разновесами, накладываемыми на чашку коленчатого рычага. В настоящее время почти всегда пользуются торсионными динамометрами с вертикальными или горизонтальными крутильными нитями и зеркалом для фиксирования положения поплавка. Обычно пользуются нулевым методом, т. е. измеряется угол закручивания нити, компенсирующий смещение поплавка, вызванное нанесением плёнки или изменением её площади. [c.46]

Наконец, Марселей пользовался также прибором, который можно назвать двухмерным барометром-анероидом. Он состоит из рамки, ограничивающей площадку чистой воды. Одна из стенок рамки представляет собой длинную гибкую слюдяную полоску, прогибаемую поверхностным давлением плёнки, нанесённой на поверхность за пределами рамки. Прогиб увеличивается рычагом. По данным автора чувствительность составляет около 2 < я/с.и. [c.51]

Существенным требованием при работе с поверхностными плёнками является возможность лёгкой разборки и сборки прибора для чистки без излишнего промедления. При низких поверхностных давлениях загрязнения набираются быстро, при давлениях же выше 5 дин промедление уже не играет такой роли. [c.51]

Если давление круто падает до некоторого предельного значения площади, и в дальнейшем остаётся вполне или почти постоянным, плёнка может быть названа сплошной. В этом можно убедиться, передвигая воздушный электрод вдоль поверхности при площадях, несколько превышающих предельную, при этом всегда наблюдаются резкие колебания скачка потенциала, обусловленные переходами электрода от участков сплошной жидкой или твёрдой плёнки к участкам парообразной плёнки, и наоборот. При недостаточной чувствительности динамометра поверхностное давление парообразной плёнки может оказаться слишком низким для точного определения, и резкий излом кривой при переходе от области сплошной плёнки к области постоянного давления парообразной плёнки может на практике,ока заться несколько сглаженным. . [c.56]

На рис. 13 показаны кривые зависимости поверхностного давления от площади для жирных кислот, содержащих от И до 15 углеродных атомов в углеводородной цепи . На основном графике по оси ординат отложено поверхностное давление, а по оси абсцисс — площадь. На малом графике приведены кривые РА — А. Для кислот с более короткой цепью при давлениях ниже, примерно, 0,1 дины произведение РА несколько ниже его значения для идеальной неассоциированной газообразной плёнки, но имеет тот же порядок. Мосс и Райдил обнаружили, что парообразная плёнка одной из этих кислот ассоциирована в сдвоенные молекулы. [c.65]

Молекулы р-соединения выпрямляются при меньшем давлении, чем молекулы а-соединения. Разрушение плёнки р-соединения происходит также легче. Эти различия могут быть обусловлены разностью расстояний крупного гидрофильного остатка малеинового ангидрида от основного центра притяжения к воде головного карбоксила. Представляется, однако, более вероятным, что эти различия связаны с влиянием стереохимической конфигурации на свободу доступа гидрофильных групп к воде при горизонтальном положении молекул, а также на стабильность упаковки более сложной средней части молекул в конденсированных плёнках и, возможно, в твёрдом кристаллическом состоянии, к которому, вероятно, приближается структура материала, нагромождаемого над плёнкой при разрушении её под высоким поверхностным давлением. [c.105]

Течение химических реакций в поверхностных плёнках можно проследить путём измерений поверхностного давления или скачка потенциала. Первый из этих способов позволяет обнаружить всякое изменение, сопровождаемое заметной переориентацией молекул, а второй — всякую реориентацию диполей или изменение полного дипольного момента молекулы. Обычно измерения скачка потенциала полнее отражают течение реакций в плёнках, чем измерения поверхностного давления, но полезно производить и те и другие. [c.129]

Облучение протеиновых плёнок ультрафиолетовым светом вызывает весьма сложные изменения поверхностного давления и скачка потенциала причём свет различных длин волн даёт различный эффект. Вначале обычно наблюдается повышение как давления, так и потенциала. Затем молекулы протеина, повидимому, распадаются, происходит растворение плёнки, и давление вместе с потенциалом падает. Замечательно то, что малейшие следы металлических ионов в растворе могут вызвать некоторые из этих реакций даже при видимом свете. [c.131]

Если обозначить через Г разность между поверхностными натяжениями растворителя и раствора, т. е. поверхностное давление адсорбционной плёнки, то величина — может быть везде заменена величиной (1Р. [c.153]

Это поверхностное давление Р, оказываемое плёнкой на поплавок, отделяющий её от чистой поверхности, имеет совершенно реальный физический смысл с точки зрения молекулярных представлений. В двухмерном пространстве оно является аналогом осмотического давления трёхмерного пространства, поплавок же играет роль полупроницаемой перепонки, позволяющей измерять осмотическое давление. Для нерастворимой нелетучей плёнки поплавок можно считать самой идеальной полунепроницаемой мембраной, какая только может существовать, так как для молекул плёнки он совершенно непроходим, в то время как молекулы воды почти мгновенно обходят его снизу и отчасти, в виде пара, также и сверху. Осмотическое равновесие между плёнкой и чистой поверхностью за барьером достигается по приложении заданного усилия к поплавку почти мгновенно, что является идеальным случаем, не достижимым при измерениях трёхмерного осмотического давления. Таким образом, сравнение поверхностного давления с осмотическим можно считать вполне обоснованным. Поверхностные плёнки часто называют поверхностными растворами , причём сравнение поверхностных плёнок, рассматриваемых, как двухмерные растворы, с трёхмерными растворами является весьма продуктивным. [c.37]

Наиболее показательные результаты были получены для нормальных насыщенных жирных кислот и спиртов. Эти вещества образовывали устойчивые плёнки, выдерживавшие значительное тангенциальное сжатие, и обнаруживали (при комнатной температуре на дистиллированной воде) вполне определённую критическую площадь, при которой впервые появлялось поверхностное давление (соответствующую критической площади Покельс, при которой впервые понижалось поверхностное натяжение). При уменьшении площади от начального наибольшего значения не наблюдалось никакого поверхностного давления до тех пор, пока площадь на молекулу не достигала, примерно, [c.40]

Джессопу, пользовавшимся новым чувствительным прибором для измерения поверхностных давлений, удалось проследить во всех деталях переход от газообразной к конденсированной плёнке и установить тесную аналогию между этим переходом и конденсацией трёхмерного газа в жидкость ( 13). [c.43]

Хотя влияние поверхностных плёнок на контактный потенциал на границе жидкость — воздух было известно и ранее, первые систематические исследования в этой области принадлежат Гюйо (1924) , который изучил действие на этот потенциал поверхностных плёнок нерастворимых алифатических соединений. Эти исследования были продолжены Фрумкиным (1925) , после чего Шульман и Райдил 1 1931) предприняли подробное изучение нескольких типов нерастворимых плёнок, сравнивая значение скачка потенциала и поверхностного давления в широких пределах изменения площади. Работа в этом направлении продолжалась Райдилом, Шульманом и Юзом, а также Адамом, Гардингом и другими исследователями. Методика одновременного измерения поверхностного давления и скачка потенциала в настоящее время хорошо разработана и является неотъемлемой частью вся <ого подробного исследования поверхностных плёнок. Результаты измерений скачка потенциала до сего времени не поддавались такой наглядной интерпретации с точки зрения структуры плёнок, как данные измерений поверхностного давления. Однако, эти результаты дали много ценного материала для суждения о гомогенности плёнок и изучения протекающих в них хи.мических реакций. [c.43]

Точные экспэриментальные методы. Измерение поверхностного давления. Почти все современные методы исследования плёнок являются модификациями метода Лэнгмюра непосредственного, измерения силы, действующей на лёгкий поплавок, отделяющий плёнку от чистой поверхности. Что же касается манипуляций по очистке поверхности и изменения площади плёнки, то в современных методах они почти всегда осуществляются посредством барьеров по методу Покельс. Для точности измерений необходимо выполнение следующих условий [c.44]

Больцмана на молекулу, равная 1,372-10- 6 gpzfzpad на молекулу. Поверхностное давление, выражающееся в ударах движущихся молекул плёнки о поплавок, обусловлено двумя степенями свободы поступательного движения этих молекул в двухмерном пространстве плёнки. Пользуясь простым выводом кинетической теории, нетрудно показать, что такая идеальная плёнка должна оказывать давление F, удовлетворяющее равенству [c.61]

Уравнение (1), выведено в предположенип, что молекулы движутся по поверхности порознь. Если произведение поверхностного давления на площадь приблизительно постоянно и равно при комнатной температуре, примерно, 400, можно считдть, что плёнка является газообразной, и ее молекулы движутся порознь. Меньшие [c.62]

Известно несколько случаев, когда нерастворимые плёнки дают почти теоретическое значение к, соответствующее неассоциированным молекулам. На рис. 12 показаны экспериментальные кривые зависимости произведения РА от поверхностного давления Г для двух двухосновных сложных эфиров, имеющих по карбоксилу на каждом концеТакой выбор координат сразу позволяет обнаружить откло- [c.62]

При низких давлениях отклонения от теоретического значения FA = 400 составляют всего лишь около Ю /р, откуда следует, что постоянная Больцмана для поверхностных плёнок не отличается от её значения для трёхмерного газа. Форма кривых рис. 12 при более высоких давлениях весьма напоминает кривые PV — Р большинства газов. Между О и 1 duHj ja наблюдается падение кривой FA] это говорит о том, что действительные значения площадей меньше теоретических значений, вычисленных для идеальной газообразной плёнки, что объясняется некоторой когезией между молекулами плёнки. При давлениях, превышающих 1 дину, наблюдается почти линейный рост давления по уравнению [c.63]

Газообразную плёнку всегда можно отличить по асимптотическому приближению поверхностного давления к нулю, причём к своему теоретическому значению величина FA приближается при весьма низких давлениях. Впрочем, отклонения от закона идедльного газа (1) обычно гораздо больше, чем на рис. 12. Тем не менее отличить газообразную плёнку от сплошной плёнки любого из известных типов вовсе не трудно. Плёнка является газообразной, если давление непрерывно уменьшается с увеличением площади от [c.63]

Поверхностное давление в двухфазной области, где его величина постоянна, получило название давления поверхностного насыщенного пара. Оно являегся мерой стремления молекул переходить из области жидкой плёнки в область парообразной плёнки и оно тем меньше, чем больше тангенциальная когезия между молекулами плёнки. Эта когезия монотонно возрастает с длиной углеводородной цепи. В тридециловой кислоте она впервые достигает достаточной величины, чтобы обеспечить возможность образования обособленной жидкой фазы. Лауриновая кислота со своими двенадцатью углеродными атомами находится в критической точке или чугь выше её. [c.67]

На рис. 20 покаааны замечательные результаты, полученные при исследовании соединений малеинового ангидрида с двумя элеостеа-риновыми кислотами. Как видно из кривых поверхностного давления, оба соединения образуют при больших площадях газообразные плёнки молекулы лежат плашмя, и при такой ориентации значения для обеих кислот почти одинаковы и постоянны. При уменьшении [c.103]

На рис. 24 показаны кривые зависимости поверхностного давления, скачка потенциала и значений j-от площади для плёнок глиадина, исследованных Юзом и Райдилом на N/lOO рас- /.0 1,5 ю I5 3,0uifMi творах соляной кис-1500 5000 7500 юооо 12500 15000но ЛОТЫ И едкого натра, [c.120]

Обе эти кислоты имеют по двойной связи посреди цепи и образуют жидко-растянутые плёнки. При окислении двойная связь присоединяет гидроксилы, притягивается к воде гораздо сильнее, молекулы ложатся плашмя, и плёнка становится газообразной. Вероятность того, что двойная связь придёт в соприкосновение с водой гораздо выше когда молекулы значительно отклонены от нормали, чем когда они сжаты поверхностным давлением почти до нормальной ориентации. Скорость окисления двойной связи может быть понижена почти в десять раз путём уплотнения упаковки молекул в плёнке, затрудняющего доступ раствора ко всем частям молекулы. Джи и Райдил наблюдали при сжатии плёнки аналогичное понижение скорости самоокисления соединения малеиновый ангидрид-р-элео-стеарин. [c.130]

Как окисление, так и последующая полимеризация р-элеостеарина и его соединения с малеиновым ангидридом вызывают увеличение площади. Эта довольно сложная реакция была изучена Джи и Райдилом начиная с высоких давлений, достаточных для крутой ориентации молекул на поверхности. Скорость окисления понижается с увеличением давления. Полимеризация идёт сначала медленно, затем её скорость увеличивается, достигает максимума и, наконец, падает к концу реакции. Рассмотрение сложной кинетики, описанной в оригинальных статьях приводит к заключению, что здесь образуются продукты окисления двух видов, из которых один полимеризуется весьма быстро, а другой медленнее. Механизм полимеризации, повидимому, заключается в том, что отдельные молекулы присоединяются поодиночке к цепям полимера, причём скорость полимеризации имеет максимум в средних стадиях. Значительное замедление полимеризации вызывается присутствием в плёнке весьма малого количества этилмиристата. В определённых условиях повышение поверхностного давления ускоряет полимеризацию, откуда следует, что активация молекул к полимеризации возрастает при боковом сжатии плёнки. [c.130]

Плёнки между двумя несмешивающимися жидкостями. В биологии ораздо чаще пр -1ходится иметь дело с поверхностями раздела жидкость—жидкость, чем жидкость—воздух, а в связи с эмульсиями (см. гл. III) первые имеют большое значение и в небиологических системах. Вероятно, существует мало веществ, которые были бы нерастворимы в каждой из двух несмешивающихся жидкостях или имели притяжение к одному из растворителей, обладая достаточно малой когезией для растекания по поверхности раздела. Аскью и Даниэлли 3, однако, недавно удалось непосредственно измерить поверхностное давление различных плёнок между бромбензолом и [c.134]

Пропорциональна тангенсу угла наклона кривой, выражающей зависимость между понижением поверхностного натяжения и активностью /2С2 (давлением паров компонента 2, если они подчиняются законам идеального газа). Это утверждение основано на предположении, что общее количество компонента 2 в слабом растворе достаточно мало. Понижение поверхностного натяжения равно поверхностнэму давлению адсорбционной плёнки. Поэтому, определив значения поверхностного натяжения и активности в некотором интервале концентраций, можно построить кривую зависимости между поверхностным давлением и площадью, приходящейся на одну молекулу в адсорбционной плёнке. [c.157]

Шофилд и Райдил 2 построили кривые зависимости между F и А для жирных кислот с более длинными цепями ( g — j ), но всё ещё растворимых, пользуясь значениями поверхностного натяжения их растворов, найденными Фрумкиным Эти кривые (верхние шесть кривых) показаны на рис. 29, где по оси ординат отложено произведение FA, а по оси абсцисс поверхностное давление F. Для сравнения на том же рисунке приведены кривые для кислот с 12-15 углеродными атомами, полученные путём непосредственного измерения поверхностного давления их плёнок методом, описанным в гл, II. Для кислоты с 12 углеродными атомами приведено две серии точек, из которых одни вычислены с помощью уравнения Гиббса, а другце получены из измерений методом, применяемым к нерастворимым плёнкам. Как видно из рисунка, совпадение оказывается чрезвычайно [c.158]

Как видно из рис. 29, все кислоты обнаруживают рост произведения РА при повышении поверхностного давления, начиная с 4 дан см. Это объясняется силами отталкивания между молекулами, заполняющими значительную часть площади. Для кислот с 4 и 5 углеродными атомами не наблюдается заметного падения величины РА ниже предельного значения 400, соответствующего идеальной газообразной плёнке (отсчёты были настолько редки, что незначительное понижение могло быть пропущено). Отклонение РЛ от 400 в сторону уменьшения шозрастает по мере увеличения числа углеродных атомов от 6 до 12. Это отклонение обусловлено боковой когезией между молекулами, которая в случае кислоты с тринадцатью углеродными атомами впервые настолько возрастает, что приводит к образованию особой поверхностной фазы. К возрастающим ветвям кривых довольно хорошо применимо уравнение [c.159]

Адсорбция из паров на поверхностях жидкостей (воды и ртути). Михели Кассель и Формштехер определяли адсорбцию углеводородов из измерений поверхностного натяжения на границе воды с их парами. Понижение поверхностного натяжения воды достигало нескольких dunj M и плёнки были явно газообразными. Михели обнаружил, что понижение поверхностного натяжения приблизительно пропорционально парциальному давлению паров углеводорода, что-указывает на разрежённый характер газообразных плёнок, требующих малых поправок к уравнению состояния идеального газа. По данным же Касселя и Формштехера поверхностное давление возрастает с повышением давления паров быстрее, чем по линейному закону, откуда можно заключить о наличии значительной когезии между молекулами углеводорода в плёнке — результат довольно неожиданный, если он достоверен . К результатам этих измерений применимо правило, аналогичное правилу Траубе чем длиннее цепь парафина тем лучше он адсорбируется, причём теплота адсорбции на каждую группу Hg составляет около 500 кал на моль. Бензол адсорбируется сильнее, чем гептан, несомненно, благодаря своей частичной ненасыщенности. Многие авторы изучали адсорбцию на поверхности ртути паров самых разнообразных веществ, начиная с инертных газов и кончая высококипящими органическими соединениями. Опубликованные данные чрезвычайно разноречивы, что, вероятно, объясняется различной степенью чистоты ртути и, следовательно, коле- [c.174]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология