ПОВЕРХНЕВА АКТИВНІСТЬ

У адсорбционном рівнянні Гіббса вплив природи речовини на адсорбцію відображає похідна , яка визначає знак і величину гиббсовской адсорбції.

Якщо , то адсорбція називається позитивною, отри

цательного адсорбція в даній темі не розглядається. Позитивна адсорбція, супроводжується зниженням поверхневого натягу, властива розчинів поверхнево-активних речовин (ПАР).

Зазвичай розглядається як показовий граничне значення похідної поверхневого натягу при с-> 0, яке називають поверхневою активністю:

Розмірність цієї величини [g] = Дж м / моль або Н м 2 / моль.

Поверхнева активність - найважливіший показник адсорбційних властивостей речовин, вона тим більше, чим сильніше знижується поверхневий натяг з ростом концентрації. Величина і знак поверхневої активності залежать як від природи самої речовини, так і від природи розчинника і адсорбенту.

Всі речовини але цим взаємним показниками діляться на три групи: поверхнево-активні, поверхнево-інактивні (ПІВ) і поверхнево-індиферентні (підв).

Поверхнево-активними називають речовини, додавання яких призводить до зниження поверхневого натягу в системі. Для них

Поверхнево-активні речовини здатні накопичуватися в поверхневому шарі і тим самим знижувати поверхневий натяг розчинника.

Молекули Г1АВ мають особливе - асиметричне (дифільну) будову і складаються з полярної (ОН, -N0 2 , -NH 2 , -SH, -CNS, -COOH, - CH 2 OH) і неполярной частин (рис. 2.12).

Схематичне зображення молекули ПАР

Мал. 2.12. Схематичне зображення молекули ПАР

Для кордону водний розчин вуглеводню - повітря неполярная частина (вуглеводневий радикал або ланцюг) виявляється спорідненої до неполярной фазі (повітрю) і виштовхується в повітря; добре гидратирующие молярна група обумовлює спорідненість молекул ПАР по відношенню до води і втягується в неї, тобто обидві частини споріднені контактують фаз. Процес концентрування на поверхні молекул ПАР протікає мимовільно і супроводжується зниженням поверхневої енергії (поверхневого натягу), так як поверхневий натяг самого ПАР менше, ніж поверхневий натяг чистого розчинника. Заміна молекул розчинника в поверхневому шарі на молекули ПАР є енергетично вигідною. Адсорбція відбувається нс тільки у водних розчинах. Одне і теж речовина може бути ПАР для одного розчини гелю і ПІВ для іншого, наприклад, октан (сг = 21,78 мДж / м 2 ) і октанол (сг = 27,53 мДж / м 2 ) є ПАР для води, але октанол - ПІВ для октану.

Графічно поверхневу активність можна визначити як від'ємне значення тангенса кута нахилу дотичної, проведеної до кривої а = / (с) на початковому відрізку в точці перетину ізотерми з ординатою, де виконується умова с-> 0 (рис. 2.13).

Ізотерми поверхневого натягу для трьох груп речовин

Мал. 2.13. Ізотерми поверхневого натягу для трьох груп речовин

Повсрхностно-інактівнис речовини характеризуються співвідношеннями і Г <0, іноді їх називають негативними поверхно

стно-активними речовинами. Для них характерне прагнення піти з поверхні вглиб розчину. Як правила, це добре розчинні речовини (неорганічні основи, кислоти, солі у водних розчинах). Їх негативна адсорбція еквівалентна позитивної адсорбції для розчинника.

Поверхнево-індиферентні речовини мають і Г =

= 0. підв рівномірно розподіляються між обсягом фази і поверхневим шаром (гліцерин, все цукру).

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >