Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Поверхностно-активные вещества
Вещества, которые при растворении снижают поверхностное натяжение растворителя, называются поверхностно-активными веществами (ПАВ). Вещества, не изменяющие поверхностное натяжение растворителя, – поверхностно-инактивные. Графическая зависимость поверхностного натяжения от концентрации ПАВ при постоянной температуре – изотерма поверхностного натяжения (рис. 6). ПАВ относительно воды являются многие органические соединения – карбоновые кислоты, альдегиды, спирты, амины.
Молекула ПАВ включает два фрагмента: 1) гидрофильный (полярный), обладающий значительным дипольным моментом, например, группы –СООН, –ОН, –NH2, –CN, –SH, –COH, –NO и др.; 2) гидрофобный (неполярный), обладающий слабым молекулярно-силовым полем – это углеводородный радикал. Дифильность охарактеризована Гартли как «раздвоение личности». На рис. 7 представлено условное обозначение молекул ПАВ: «головка» – полярная часть молекулы ПАВ, «хвост» – неполярная. При адсорбции полярные группы, обладающие большим сродством к воде (полярной фазе), втягиваются в нее, а неполярные распределяются в неполярной фазе (воздух, неполярная жидкость), образуя поверхностный слой. При малых концентрациях ПАВ в растворе их молекулы произвольно ориентируются в поверхностной фазе (рис. 8, а). С увеличением концентрации поверхностный слой заполняется молекулами ПАВ, образующими мономолекулярный адсорбционный слой с плотнейшей упаковкой, соответствующей строгой пространственной ориентации молекул ПАВ (частокол Ленгмюра, рис. 8, б).
а) б)
Предельная адсорбция достигается при насыщении поверхностного слоя молекулами ПАВ. При дальнейшем повышении концентрации ПАВ в растворе строение адсорбционного слоя, а также поверхностное натяжение раствора больше не изменяются. Зависимость поверхностного натяжения раствора от концентрации ПАВ описывается уравнением Шишковского
, (1.1) где s 0, s – поверхностное натяжение растворителя и раствора соответственно; В, К – константы (коэффициент В постоянен для гомологов).
Из рис. 6 видно, что для ПАВ . При малых концентрациях ПАВ характерно резкое снижение s раствора. По мере роста концентрации график становится более пологим. Значение производной непостоянно и зависит от концентрации вещества. Чтобы придать этой величине вид характеристической постоянной, берут ее предельное значение (при c ® 0). Эту величину П.А. Ребиндер назвал поверхностной активностью g . Поверхностная активность – количественная характеристика влияния ПАВ на поверхностное натяжение. Поверхностная активность – положительная величина, поэтому перед производной стоит знак "–". Графически значение g может быть определено как тангенс угла наклона касательной к изотерме поверхностного натяжения в точке, которая соответствует s чистого растворителя (рис. 9). . Поверхностная активность зависит от природы растворенного вещества и растворителя. Для водных растворов поверхностная активность возрастает с уменьшением полярности молекул ПАВ. Так, у органических кислот она больше, чем у их солей. С увеличением в молекуле числа полярных групп поверхностная активность уменьшается. Увеличение числа неполярных групп в молекуле ПАВ вызывает рост поверхностной активности. Экспериментально установлено, что в гомологическом ряду поверхностная активность возрастает в 3 – 3,5 раза при удлинении углеводородной цепи на одну группу –СН2 (правило Дюкло – Траубе) . Так, в гомологическом ряду спиртов поверхностная активность бутанола С4Н9ОН выше, чем пропанола С3Н7ОН и этанола С2Н5ОН. Более универсальный способ оценки поверхностной активности – вычисление гидрофильно-липофильного баланса (ГЛБ), отражающего сбалансированность гидрофильных и гидрофобных свойств молекул ПАВ ГЛБ = 7 + S В i, где В i – групповое число. Данный метод разработал косметолог Гриффин. Молекулу ПАВ Гриффин рассматривал состоящую из отдельных групп. Каждой группе он придал свой вес – групповое число. Например, В i группы –СООК составляет 21,1, –СООН – 2,1, –ОН – 1,9. Групповые числа гидрофобных (неполярных) групп имеют отрицательные значения. В частности, В i групп –СН3, =СН2, =СН– составляет –0,475. Значение ГЛБ определяют сложением групповых чисел В i всех групп, составляющих молекулу ПАВ. Для проявления поверхностно-активных свойств нужно, чтобы оба фрагмента молекулы были достаточно ярко выражены: чем ближе ГЛБ к 7, тем лучше сбалансировано действие полярной и неполярной групп. При ГЛБ > 7, у вещества более выражены гидрофильные свойства, а при ГЛБ < 7 – гидрофобные.
|
|||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-07; просмотров: 368; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.139.81.58 (0.01 с.) |