ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Особенности поведения ПАВ в водных растворах из "Физико-химические особенности очистки сточных вод от ПАВ" Состояние молекул чистой жидкости, находящихся вблизи границы раздела фаз жидкость — воздух, отличается от их состояния в глубине фазы. Молекула, расположенная внутри жидкости, находится в поле действия молекулярных сил, равнозначных во всех направлениях. На поверхности жидкости эти силы декомпенсирова-ны слабым притяжением со стороны молекул газовой фазы. В результате появляется внутреннее давление, которое втягивает поверхностные молекулы внутрь жидкости и стремится сократить поверхность жидкости до минимума. [c.11] Работа, затрачиваемая на преодоление сил притяжения, эквивалентна свободной, или, что то же самое, поверхностной энергии. Поверхностная энергия единицы площади поверхности численно равна условной величине натяжения, действующей во всех направлениях рассматриваемой поверхности. Эта величина носит название поверхностного натяжения и выражается в эрг/см . Значения поверхностного натяжения для жидкостей разной природы в одинаковых условиях различны и зависят от молекулярных сил взаимодействия. Чем они больше, тем выше поверхностное натяжение. [c.11] Это справедливо только для однокомпонентных систем. В жидкости, состоящей из нескольких компонентов, соотношение их концентраций вблизи границы раздела отличается от соотношения их внутри фазы. Межфазная поверхность обогащена теми компонентами, молекулы которых в объеме жидкости притягиваются слабее. В результате этого уменьшается избыток энергии на единицу площади поверхности, так как часть поверхностных молекул заменяется более слабо связанными молекулами растворенного вещества. [c.11] Повышение концентрации компонентов вблизи поверхности раздела приводит к понижению поверхностного натяжения. [c.11] Для концентрированных растворов в этом выражении вместо концентраций компонентов используют активности. [c.11] Все растворимые вещества в зависимости от их способности адсорбироваться на границе раствор — воздух и влиять на величину Г в уравнении Гиббса подразделяются на три группы. [c.11] Поверхностно-активными веществами (ПАВ) в подавляющем больщинстве случаев являются органические высокомолекулярные соединения. Молекулы их полярны и состоят из гидрофобной и гидрофильной частей. Гидрофобная часть молекулы всегда неполярна. Для водных растворов размер ее должен быть достаточно больщим, чтобы она не входила в пространство между молекулами воды нли дискретными ее агрегатами. Обычно эта часть молекулы является алкильной или алкиларильной углеводородной группой. Из-за отсутствия дипольных сил или водородных связей силы сцепления в углеводородах меньше, чем в воде, поэтому поверхностное натяжение чистых углеводородов сравнительно невелико. [c.12] Гидрофильная часть молекулы ПАВ полярна, и вследствие дипольного взаимодействия молекула внедряется в воду. Гидрофильной частью является карбоксильная, сульфатная, сульфонатная и другие группы, а также группы —СНг—О—СНг— или группы, содержащие азот или фосфор. [c.12] В зависимости от природы и структуры гидрофильной части молекул поверхностно-активные вещества делятся на классы анионоактивные, катионоактивные, амфотерные (амфолитные) и неионогенные. [c.12] Принадлежность поверхностно-активных веществ к одному из перечисленных классов определяется зарядом ионизованной гидрофобной части молекул [1—3]. Если органический ион заряжен отрицательно, то это анионоактивное вещество, если положительно ка-тионоактивное вещество. Амфотерные ПАВ в кислом растворе проявляют катионоактивные свойства, а в щелочном — анионоактивные. Неионогенные вещества в воде не образуют типичных ионов. [c.12] Наиболее известными анионоактивными ПАВ являются карбоновые кислоты. Промышленное производство их по своему экономическому значению превосходит производство других анионоактивных ПАВ. [c.12] Карбоновые кислоты и их производные получают из природных жирных кислот. Это могут быть смоляные кислоты и кислоты талло-вого масла, кислоты, получаемые окислением парафина, и др. Указанные кислоты имеют карбоксильную группу —СООН. Соли жирных кислот получили название мыл. [c.12] Большинство теоретических и технологических работ в области алкиларилсульфонатов посвящены веществам типа додецилбензол-сульфоната (на практике это обычно смесь веществ, алкильные цепи которых содержат 12—14 атомов углерода). [c.13] Сравнительно меньше промышленность выпускает анионоактивных ПАВ — алкилсульфонатов (мерзолятов). [c.13] Анионоактивными ПАВ являются также органические соединения, содержащие фосфор (например, фосфамнновая кислота и ее соль), серу с двумя атомами кислорода (сульфаминовая кислота) и другие аналогичные соединения. Эти вещества растворяются в маслах. [c.13] В последние годы широкое распространение в качестве ПАВ получил керосиновый или газойлевый контакт Петрова (КП). Это смесь сульфокислот с молекулярным весом больше 290 [4]. В нем содержится 50—70% сульфокислот, 3—10% жирных масел, более 3% серной кислоты и около 1% зольных примесей. [c.13] Большинство катионоактивных ПАВ представляет собой нечет-вертичные или четвертичные аммониевые основания. [c.13] Четвертичные аммониевые соли применяют в специальных областях (санитария и гигиена, текстильная промышленность, флотация руд и т. д.), эти вещества пе так распространены, как анионоактивные. [c.14] Вернуться к основной статье