ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Поверхностная активность из "Курс коллоидной химии 1995" Таким образом, величины g пропорциональны значениям Гг при одинаковой концентрации (например, некоторой стандартной). [c.85] При исследовании гомологических рядов обнаружены четкие изменения g в каждом ряду (рис. VI.3). Аналогичные результаты получены для гомологических рядов спиртов, аминов и других. Как следует из рис. У1.3, поверхностная активность возрастает по мере увеличения длины цепи. [c.86] На основании большого экспериментального материала в конце XIX в. Дюкло и Траубе сформулировали правило (обычно называемое правилом Траубе), заключающееся в том, что поверхностная активность увеличивается в 3—3,5 раза при удлинении углеводородной цепи на одно звено (группу СНг). Качественно это правило можно объяснить уменьшением удельного веса полярной группы в молекуле с ростом длины цепи. К рассмотрению его мы вернемся после ознакомления со строением поверхностных слоев. [c.86] Свойства этих веществ и практические применения рассматриваются в гл. XV и ХУП. [c.87] Обратимся к изучению зависимости величины адсорбции от концентрации (точнее, активности) растворенного вещества. Ее нельзя получить прямо из уравнения Гиббса, поскольку в нем Гг выражена как функция двух переменных (сг и о). Можно, однако, вычислить Гг для любого заданного значения Сг и построить всю кривую Гг—с% на основании графического анализа экспериментальной кривой о — Сг. [c.87] Кривые Гг — Сг называются изотермами адсорбции и имеют характерный вид, изображенный на рис. У1.4. По мере увеличения Сг адсорбция возрастает сперва резко, затем все медленнее, асимптотически приближаясь к некоторому пределу. Адсорбция возрастает с удлинением цепи в гомологическом ряду, но для всех членов ряда кривые стремятся к одному и тому же предельному значению Гоо, называемому предельной адсорбцией. [c.87] Существование этого предельного значения объясняется тем, что тонкий поверхностный слой при высоких концентрациях ПАВ в растворе насыщается молекулами ПАВ. Однако факт постоянства Г для всех членов ряда, на первый взгляд, удивителен, так как он означает, что на единице площади поверхностного слоя в пределе помещается одно и то же число адсорбированных молекул, независимо от их длины. Этот факт, установленный экспериментально (а также другие данные по поверхностным слоям), и в частности результаты исследований русских ученых Шишковского и Гурвича, позволил Ленгмюру (1915 г.) выдвинуть представление об ориентации адсорбированных молекул в поверхностном слое. Ленгмюр исходил из того, что молекулы ПАВ состоят из двух частей — полярной (например, —СООН, —СИгОН, —ЫНзОН) и неполярного радикала, обладающего слабым молекулярно-силовым полем. Схематически такую ди ф ильную молекулу (рис. У1.5) обычно изображают в виде кружка (полярная группа) и черточки (неполярный радикал). [c.87] С ростом с число молекул в поверхностном слое увеличивается, цепи поднимаются и в пределе приобретают вертикальное положение (рис. У1.6, б). В насыщенном адсорбционном слое поверхность воды оказывается сплошь покрытой углеводородными цепями значение о при этом уменьшается, приближаясь к значению, характерному для чистого жидкого ПАВ на границе с воздухом. [c.88] Существование такого мономолекулярного слоя, обладающего плотнейшей упаковкой ( молекулярного частокола ), хорошо согласуется с фактом постоянства Гоо для всех членов ряда. Действительно, только при вертикальной ориентации изменение длины цепи не изменяет площади, занятой молекулой в поверхностном слое, и, следовательно, не изменяет числа молекул, приходящихся на единицу площади, пропорционального Гоо. Представления Ленгмюра о структуре поверхностных слоев были в дальнейшем подтверждены рентгенографически. [c.88] Вернуться к основной статье