Поверхностно-инактивные вещества.
Физическая и коллоидная химия.
Часть 2. Коллоидная химия
К поверхностно-инактивным веществам относятся вещества, растворение которых в жидкости увеличивает ее поверхностное натяжение (называть такие вещества поверхностно-неактивными некорректно, так как неактивные вещества не изменяли бы а). Для границы раздела фаз «вода — воздух» — это соли, щелочи, минеральные кислоты, т. е. любые соединения, образующие в растворе только неорганические ионы… Читать ещё >
Поверхностно-инактивные вещества. Физическая и коллоидная химия. Часть 2. Коллоидная химия (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
К поверхностно-инактивным веществам относятся вещества, растворение которых в жидкости увеличивает ее поверхностное натяжение (называть такие вещества поверхностно-неактивными некорректно, так как неактивные вещества не изменяли бы а). Для границы раздела фаз «вода — воздух» — это соли, щелочи, минеральные кислоты, т. е. любые соединения, образующие в растворе только неорганические ионы. Их действие объясняется следующим образом: силы притяжения ионов и диполей воды сильнее, чем диполей друг к другу, поэтому при растворении ПИВ в воде увеличиваются межмолекулярные взаимодействия в поверхностном слое, а следовательно, увеличивается и о.
Эффект увеличения о от добавки ПИВ в воду обычно незначителен. Это видно на рис. 3.17. Так, поверхностное натяжение чистой воды при 20 °C равно 72,8 мДж/м2, для 1% раствора NaOH оно составляет 73,0 мДж/м2 и лишь у 10% раствора NaOH о достигает 77,5 мДж/м2.
Для таких веществ (do/dC) > 0 и, согласно выражению (3.22), Г < 0. Адсорбция ПИВ отрицательна, т. е. поверхностный слой обеднен ионами ПИВ по сравнению с объемом раствора. Это происходит потому, что ионы в водных растворах гидратированы. Ионы же, находящиеся вблизи поверхности раздела фаз, со стороны газа гидратной «шубы» не имеют и под влиянием сильного ион-дипольного взаимодействия уходят вглубь раствора, их гидратная оболочка при этом полностью восстанавливается. Данный процесс, как мы уже знаем, сопровождается снижением энергии Гиббса системы.
Отрицательной адсорбцией ПИВ объясняется и слабый эффект повышения ими поверхностного натяжения. Действительно, поверхностный слой обеднен ионами, и небольшое их число у поверхности не может существенно повысить, а раствора. Лишь при С > 8—10% достигается концентрация ионов у поверхности, достаточная для повышения поверхностного натяжения на 3—5 мДж/м2.
В неводных растворах указанные ПИВ также повышают поверхностное натяжение, при этом эффект увеличения о зависит от природы растворителя.
К ПИВ относят и вещества, которые в широком интервале концентраций не изменяют а. Молекулы таких веществ, например, сахарозы, обычно содержат несколько полярных групп, равномерно распределенных вдоль молекулы.