Поверхностно активные и поверхностно инактивные вещества

Явления, происходящие на границе раздела двух фаз.

Содержание

Поверхностные явления

7.1. Явления, происходящие на границе раздела двух фаз

7.2. Поверхностно активные и поверхностно инактивные вещества.

7.3. Явление адсорбции на подвижных и неподвижных границах раздела фаз.

7.4. Адсорбция веществ из растворов

7.5. Избирательность адсорбции

Поверхностные явления – это явления, происходящие на границе раздела двух фаз. Различают подвижные и неподвижные границы раздела. К неподвижным – относят границы раздела между твердым веществом и жидкостью (тв-ж) или твердым веществом и газом (тв-г), а к подвижным относят границы раздела между жидкостью и газом (ж-г) или жидкостью и другой жидкостью (ж-ж). Молекулы вещества, находящиеся на границе раздела фаз и внутри фазы, отличаются своим энергетическим состоянием. Разберем этот тезис для системы «жидкость – твердое тело». Молекулы, находящиеся внутри жидкости со всех сторон окружены другими такими же молекулами и взаимодействуют с ними (см. рис). Их взаимодействия симметричны и уравновешены, т.е. одинаковы со всех сторон. Молекулы на поверхности твердого вещества испытывают со стороны молекул жидкости иное воздействие, чем со стороны молекул твердого вещества. Силы взаимодействия между ними не уравновешены, поэтому на поверхности раздела фаз возникает запас свободной поверхностной энергии (F).

Та энергия или работа, которую нужно затратить для создания 1 см² поверхности раздела между фазами, называется поверхностным натяжением (σ):

σ = F / s (эрг/см² или Дж/м²)

Существуют вещества, добавление которых вызывает изменение поверхностного натяжения между фазами. Вещества, которые понижают поверхностное натяжение, называют поверхностно активными (ПАВ), а вещества, которые не изменяют или увеличивают поверхностное натяжение, называют поверхностно инактивными (ПИАВ).

Все поверхностно активные вещества лиофильны, в своем составе они содержат неполярный углеводородный радикал и полярную группировку атомов. При добавлении их в жидкость «подобное будет реагировать с подобным», что приведет к снижению запаса свободной энергии и поверхностного натяжения.

К ПАВ относят органические вещества – спирты, белки, эфиры, карбоновые кислоты и их соли, сульфокислоты, органические основания и некоторые другие.

К ПИАВ относят неорганические вещества – кислоты, основания, соли, а из органических веществ, например, углеводы.

Зависимость поверхностного натяжения от концентрации добавляемого вещества при постоянной температуре выражается графиком изотермы поверхностного натяжения (см. рисунок σ = f (С)). σ₀ – поверхностное натяжение чистого растворителя.

7.3. Адсорбция на подвижныхи неподвижных границах

Дата добавления: 2013-12-12