Дифильные молекулы, ориентация при адсорбции

Дифильность молекул поверхностно-активных веществ определяет специфические свойства водных растворов эмульгаторов. К этим свойствам относятся — способность к агрегации в ассоциа-ты и ориентации на границе раздела фаз, способность повышать коллоидное растворение (солюбилизация) углеводородов, способность к адсорбции из водных растворов поверхностью раздела фаз, понижение межфазного поверхностного натяжения и, как следствие, повышение агрегативной устойчивости дисперсных систем. [c.144]

Поверхностно-активные вещества (ПАВ) способствуют снижению поверхностного (межфазного) натяжения вследствие адсорбции и ориентации молекул на поверхности раздела фаз. Они характеризуются незначительной величиной максимально возможной концентрации их в растворе в молекулярной форме, способностью образовывать мицеллы выше определенной, так называемой критической концентрации мицеллообразования (ККМ), связанной с уменьшением свободной энергии системы, а также солюбизацией водонерастворимых веществ внутри мицелл. ПАВ в основном являются органическими соединениями, молекулы которых имеют дифильное строение, т. е. содержат лиофильные (гидрофильные) и лиофобные (гидрофобные) группы атомов. Гидрофильные группы способствуют растворению ПАВ в воде, а гидрофобные (в основном углеводородные)—в неполярных средах. При адсорбции дифильных молекул гидрофильные группы атомов ориентируются в сторону полярной (например, водной) фазы, а гидрофильные — в сторону неполярной (углеводородной) фазы. [c.160]

Адсорбция дифильных молекул эмульгаторов на поверхности элементов дисперсной фазы (капель битума) и их определенная ориентация с созданием адсорбционно-сольватного слоя некоторой толщины Н, защищающим капли от коалесценции при столкновениях и обеспечивающим устойчивость всей системе, являются основополагающими процессами при эмульгировании битумов воде для создания устойчивых битумных эмульсий. [c.61]

К ПАВ относятся те соединения, в молекуле которых содержатся одновременно полярная группа и неполярный углеводородный радикал, т.е. дифильные. Именно такой характер молекул ПАВ предопределяет все их свойства в растворах или двухфазных системах поверхностную активность, адсорбцию, ориентацию в составе адсорбционного слоя, стабилизирующее действие этого слоя и ряд других. [c.11]

Кривые для суммарных смол, выделенных из остаточного рафината, имеют больший тангенс угла наклона, чем для суммарных смол из депарафинированного масла и петролатума. Следовательно, при наличии в растворе полярных молекул ПАВ (присадок и смол) следует учитывать увеличение адсорбционной активности вследствие дополнительных электростатических сил взаимодействия ПАВ между собой и с поверхностью кристалла (адсорбента). При охлаждении такой системы с момента образования зародышей твердой фазы начинается процесс адсорбции смол и присадки на поверхности кристаллов. Наиболее вероятен в данном случае усложненный механизм построения адсорбционного слоя поверхностно-активных веществ на неоднородной поверхности твердой фазы. Насыщенный адсорбционный слой ПАВ для неоднородной в энергетическом отношении поверхности кристаллов, какой следует считать большинство реально существующих поверхностей твердых сорбентов в природе, может быть различной толщины на разных участках поверхности. При добавлении малых количеств присадки происходит адсорбция их молекул на наиболее активных участках гидрофобной поверхности кристаллов твердых углеводородов, при этом дифильные молекулы ПАВ ориентируются полярной частью в раствор, а углеводородным радикалом — на поверхности частиц твердых углеводородов. Это приводит к совместной кристаллизации молекул присадки и твердых углеводородов, которая способствует образованию крупных агрегированных структур, что, в свою очередь, увеличивает скорость фильтрования суспензии остаточного рафината. С увеличением содержания ПАВ в растворе одновременно с адсорбцией молекул на менее активных участках поверхности кристаллов происходит образование второго слоя молекул с обратной их ориентацией, т. е. полярной частью на поверхность твердой фазы. При этом присадка и смолы адсорбируются по всей поверхности кристаллов, не внося существенных изменений в их форму, но препятствуя росту кристаллов, а это снижает скорость фильтрования суспензии. [c.173]

Все сказанное об ориентации молекул поверхностно-активного вещества на границе вода — воздух относилось к пленкам, полученным из дифильных молекул, очень мало растворимых в воде. Однако это же относится и к поверхностным пленкам растворимых веществ, образованных в результате адсорбции их молекул. Необходимо лишь помнить, что между количеством веществ на поверхности и в объеме всегда устанавливается известное равновесие. Кроме того, следует учесть, что поверхностные пленки растворимых поверхностно-активных веществ, благодаря сравнительно небольшой длине углеводородных радикалов их молекул, почти всегда бывают газообразными. [c.134]

Адсорбция. Различают два вида адсорбции дифильных молекул. На границах раздела вода — неполярная фаза (вода — воздух, вода — углеводород) адсорбция имеет, по определению П. А. Ребиндера, пассивный характер, так как происходит путем , выталкивания углеводородных радикалов нз водной фазы вследствие интенсивного взаимного притяжения полярных молекул воды. Носителем поверхностной активности при адсорбции из воды на границе с неполярной фазой служит углеводородный радикал. Уменьщение энергии Гиббса в этом процессе достигается такой ориентацией молекул ПАВ в адсорбционном слое, при которой гидрофобная часть молекулы в большей или меньшей степени переходит в неполярную ф аз у, полярная группа остается в воде (йр я м а я ориентаЙ . Такая адсорбция является неспецифической, для нее характерно подчинение правилу Дюкло — Траубе. [c.6]

Адсорбция ПАВ на гидрофобных участках поверхности пор, которые могут существовать в результате хемосорбции некоторых компонентов нефти, приводит к снижению 0 и увеличению в соответствии с правилом ориентации дифильных молекул. Данные обстоятельства и способствуют отделению нефти от поверхности. [c.68]

При адсорбции неионогенных ПАВ (НПАВ) адсорбционный с 10Й формируется как за счет длинных углеводородных радикалов, так и за счет полиоксиэтиленовых цепей соизмеримой длины, являющихся гидрофильной частью дифильных молекул. В отличие от мономерной окиси этилена длинные полиоксиэтиленовые цепи способны избирательно адсорбироваться из водных растворов на углеродных поверхностях. Так, при адсорбции полиэтилен-гликоля (мол. масса 1000) на ацетиленовом техническом углероде предельная адсорбция составляла 55 10 моль/кг. Поэтому при адсорбции дифильных молекул НПАВ конкуренция между алкильными и полиоксиэтиленовыми цепями влияет на характер ориентации на поверхности раздела фаз. Известно, что изменение дифференциальной молярной энергии Гиббса адсорбции —АО представляет собой разность значений уменьщения энергии Гиббса взаимодействия молекул растворенного вещества с поверхностью адсорбента при вытеснении молекул растворителя —ЛСа—Л(7н,о и изменения молярной энергии Гиббса гидратации молекулы [c.119]

Дифильный характер молекул типичных ПАВ обусловливает два близких по природе явления 1) адсорбцию ПАВ на различных поверхностях раздела 2) возможность агрегации молекул (ионов) ПАВ в растворах с образованием коллоидных частиц — мицелл. Оба процесса протекают самопроизвольно и носят о р и е н т а ц ионный характер, т. е. сопровождаются определенной ориентацией асимметричных молекул ПАВ в адсорбционных слоях или в мицеллах, обеспечивающей уменьшение энергии Гиббса системы. [c.6]

Однако в дальнейшем и другие авторы (Булл и Гортнер, Бузаг) также обнаружили наличие подобных же максимумов на кривых —с, которые объяснялись этими исследователями различной ориентацией дифильных молекул поверхностно-активных веществ при адсорбции их на границе раздела фаз. Для капил- [c.160]

В случае гидрофобной поверхности адсорбция молекул ПАВ должна происходить при обратной ориентации дифильных молекул, т. е. можно ожидать в начале не уменьшения, а увеличения -потенциала, а потом уменьшения с дальнейшим ростом концентрации ПАВ в растворе. Подтверждением такого предположения являются результаты работы Поуней и Вуда, в которой при исследовании электрофоретической скорости капелек масла с добавлением олеата натрия наблюдалась обратная картина. [c.164]

В pa Tgope усиление взаимодействия молекул растворенного органического вещества между собой всегда приводит к более или менее выраженной ассоциации. Ассоциация.является следствием притяжения соответствующим образом ориентирующихся диполей, образования межмолекулярных водородных связей или гидрофобного взаимодействия углеводородных радикалов дифильных молекул, например ПАВ, В адсорбционной фазе между молекулами одного вида может возникать как притяжение, ведущее к образованию адсорбированных ассОциатов (в случае адсорбции ПАВ, прямых красителей, гуминовых веществ — к образованию мицелл, состоящих из нескольких десятков молекул или ионов), так и к взаимному отталкиванию ионов и диполей, единообразная ориентация которых навязана взаимодействием углеродного скелета молекул с атомами поверхности адсорбента. При такой, ориентации нормальные к поверхности составляющие всех адсорбированных диполей имеют одинаковый знак заряда и поэтому между ними возникает отталкивание при любом вращении в плоскости, параллельной поверхности адсорбента. Целесообразно коэффициент ф —представить как произведение двух величин, из которых одна характеризует эффект ассоциации (притяжения) молекул с ростом концентрации органического компонента в обеих фазах fass, а вторая характеризует эффект взаимного отталкивания одинаково ориентированных диполей или ионов в адсорбционной фазе ф . Разумеется, изменения энергии Гиббса избирательной адсорбции растворенных веществ, связанные с этими факторами, будут иметь противоположный знак. [c.86]

Влияние ПАВ на кинетический гистерезис во многом зависит от строения и состава адсорбционных слоев, образующихся на твердой поверхности. Если ориентация дифильных молекул такова, что функциональные группы, обращенные в сторону жидкой фазы, затрудняют перемещение периметра смачивания, краевые углы натекания и оттекания растут с увеличением концентрации ПАВ. Такая зависимость наблюдается при смачивании гидрофильных поверхностей водными растворами ПАВ, которые могут оказывать гидрофобизующее действие. Например, при смачивании гидрофильной поверхности иодистого серебра водным раствором додецилпиридинбромида максимальные краевые углы натекания и оттекания соответствуют насыщенному адсорбционному слою с параллельной и перпендикулярной ориентацией молекул ПАВ (см. рис. V. 8). В промежуточной области концентраций, в которой ПАВ оказывают гидрофилизующее действие (формируется смешанный монослой), оба краевых угла уменьшаются. Максимальный кинетический гистерезис в этой системе имеет место при экстремальных значениях краевых углов В области концентраций выше критической концентрации мицеллообразования, когда поверхность иодистого серебра максимально гидрофилизуется за счет адсорбции пластинчатых мицелл, различие между краевыми углами резко уменьшается и практически полностью исчезает [315]. По-видимому, это связано с тем, что при перемещении периметра капли воду по гелеобразному адсорбционному слою, в котором [c.191]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология