ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Адгезия и адсорбция в зависимости от концентрации реагентов в жидкой фазе из "Адгезия жидкости и смачивания" На твердых поверхностях могут адсорбироваться растворенные вещества, а также сам растворитель. Адсорбция зависит от природы растворенного веществами растворителя. [c.177] Рассмотрим случай, когда в качестве растворителя применяется полярное вещество Если обозначить через Ф долю поверхности, на которой адсорбировались полярные молекулы рас-, творителя, то на долю растворенного вещества приходится часть поверхности, равная 1—Ф (рис. VI, 6). [c.177] Растворенное вещество может адсорбироваться на той части поверхности, где ранее адсорбировался растворитель. Эта часть поверх ности равна х. Кроме того, растворенное вещество адсорбируется на той части поверхности, которая не имеет адсорбционных слоев. Эта часть равна (1 —х). [c.177] Таким образом, на смачиваемой поверхности (см. рис. VI, 6) может образоваться адсорбированный монослой (Ф — х) из молекул растворителя и адсорбированный монослой (I—х) из молекул растворенного вещества. На части поверхности х образуются два адсорбированных слоя растворителя и растворенного вещества, а часть поверхности будет свободна от адсорбированных слоев. [c.177] Если представить графически зависимость между величиной o i( os0-f- 1)/ У1 + 72 и концентрацией раствора этилового спирта, пропорциональной величине адсорбции Г, то эта зависимость выражается прямой, не проходящей через начало координат . При нулевой концентрации (адсорбции) на оси ординат отсекается отрезок, равный величине Ф. [c.178] Концентрация этилового спирта, моль/л. . [c.178] Концентрация реагентов в растворе определяет не только изменение краевого угла, но и его гистерезис. Так, гистерезис на поверхности рутила зависит от концентрации органических веществ в воде 2 . В случае бензола максимальный гистерезис, т. е. наибольшая разница между 0л — 0д, наблюдается в интервале концентраций ЮОЧ- 500 мг/л. В то же время для растворов декана и додекана максимум гистерезиса лежит в более узком интервале концентраций, равном около 2500 мг/л. [c.179] на адгезионное взаимодействие оказывает влияние адсорбция как растворенного вещества, так и растворителя. В некоторых случаях можно связать количественно адгезию и адсорбцию в этих условиях. [c.179] Адсорбция ПАВ и избирательное смачивание. Адсорбция ПАВ зависит от способности твердых поверхностей смачиваться. На гидрофильной поверхности ПАВ адсорбируется своей полярной группой молекул с ориентацией углеводородной части в жидкую среду. На гидрофобной поверхности, наоборот, углеводородная часть молекул соприкасается с твердой фазой, а полярная — с жидкой. [c.179] Изотерма смачивания, соответствующая кривой 2 рис. VI, 8, имеет ту же форму, что и кривая 1, но является ее зеркальным отображением. В точке с , где os 0 = 0, имеет место инверсия смачивания. При дальнейшем росте адсорбции величина os 9 стремится к значению, характеризующему ограниченное смачивание и предельную гидрофильность. [c.180] Адсорбция ПАВ улучшает смачивание поверхности той жидкостью, из которой происходит преимущественная их адсорбция. Таким образом, изменение смачивания поверхности под действием ПАВ является прямым следствием адсорбции ПАВ. [c.180] Проследить изменение смачивания в результате адсорбции ПАВ можно на примере водных растворов катионоактивных ПАВ —додецил-метиламмонийбромида (раствор I) и цетилтриметиламмонийбро-мида (раствор II). Смачивающаяся способность этих растворов изучалась путем измерения краевого угла В качестве поверхности применяли стеклянные пластины как чистые, так и покрытые слоем октадекана. Ниже приведены результаты измерения краевого угла. [c.180] На стеклянной поверхности, покрытой пленкой октадекана, для двух исследуемых растворов наблюдается уменьшение краевого угла с ростом концентрации этих растворов. Одновременно происходит снижение поверхностного натяжения жидкости Сжт, хотя это снижение происходит в меньшей степени, чем снижение краевого угла. Уменьшение краевого угла свидетельствует о гидрофилиза-ции поверхности и ориентации ПАВ полярной частью в жидкую среду. [c.181] На стеклянной поверхности наблюдается инверсия смачивания. Сначала имеет место гидрофобизация поверхности с ростом концентрации ПАВ. Предельная гидрофобизация достигается для раствора I при концентрации 10 з моль/л, а раствора И — моль/л. В последующем имеет место гидрофилизация поверхности. Такая инверсия смачивания объясняется, по-видимому, тем, что завершается формирование адсорбционного монослоя, ориентированного в жидкую среду углеводородной частью, а затем формируются полислои, которые обращены к жидкости своей полярной группой. [c.181] Концентрация Na l, моль/л Краевой угол. [c.181] Таким образом, ПАВ в зависимости от свойств исходной поверхности и состава раствора могут сообщать этой поверхности как гидрофильные, так и гидрофобные свойства, т. е. повышать или понижать краевой угол. [c.181] Помимо краевого угла адсорбция ПАВ может быть оценена некоторой условной величиной кВ Эта величина характеризует разницу между краевыми углами при смачивании поверхности буферным раствором 0,01 М НагСОз и 0,06 М NaH Oз и испытуемым раствором, в частности раствором дециламина. В качестве смачиваемых поверхностей использовались пластины, изготовленные из платины и хрома. [c.181] На рис. VI, 10 показана зависимость краевых углов от величины АВ. С ростом адсорбции краевой угол при смачивании платины испытуемым раствором растет (кривые 1 и 2), а затем падает. Максимум краевого угла соответствует образованию монослоя на твердой поверхности. В последующем, когда формируется второй адсорбированный слой, углеводородные гидрофобные части молекул первого слоя экранируются полярной гидрофильной частью молекул второго слоя и смачивание растет. Равенство значений краевого угла нулю означает завершение формирования двойного слоя адсорбированных молекул. [c.182] Однако тщательные эксперименты для растворов додецилсульфата натрия показали, что зависимость между 1/Лсг и 1/ т для концентрации ПАВ 4-Ь 160-10- моль/л только близка к линейной, а уравнение (VI, 41) является приближенным. [c.182] Равновесная толщина адсорбционного слоя достигает предельного значения через 100 мин после контакта. Эта толщина, пропорциональная величине адсорбции, растет с ростом концентрации стеарата натрия. В этих же условиях краевой угол уменьшается. Отсюда можно считать, что изменение краевого угла является прямым следствием адсорбции . [c.183] Вернуться к основной статье