Методические указания и контрольные задания по физической и коллоидной химии для студентов заочного обучения технологических специальностей. Цыренова С.Б - 14 стр.

      x
где     = a;
      m
      kи   1   - эмпирические коэффциенты.
           n
      Уравнение Френдлиха используют для расчета молекулярной адсорбции.
      Лэнгмюр и Гаркинс показали, что молекулы ПАВ дифильны (т.е. содержат гидрати-
рующуюся полярную группу - ОН, СООН, NH2, NO2, SO3H и неполярную негидратирую-
щуюся - углеводородный радикал) за счет чего могут одновременно взаимодействовать с во-
дой и углеродными средами. Поверхностная активность таких молекул зависит от длины уг-
леводородного радикала. По правилу Траубе-Дюкло в гомологическом ряду жирных кислот
или спиртов поверхностная активность соединений растет, увеличиваясь в 3,2 раза на каж-
дую группу - СН2. Правило Траубе-Дюкло соблюдается только для водных растворов ПАВ.
Для неводных растворов этих же веществ наблюдается «обращение» правила.
      При достаточно большой концентрации ПАВ в растворе на поверхности раздела фор-
мируется насыщенный мономолекулярный слой, в котором молекулы находятся в строго
ориентированном состоянии.
      Многие нерастворимые и малорастворимые дифильные соединения при нанесении на
поверхность воды самопроизвольно растекаются по ней, образуя чрезвычайно растянутые
пленки, в которых молекулы ПАВ ведут себя подобно молекулам двухмерного газа. В зави-
симости от природы вещества поверхности пленки могут быть газообразными или конденси-
рованными (жидкими и твердыми). Газообразные пленки образуют низкомолекулярные ки-
слоты, спирты и амины.
      Конденсированные пленки образуют вещества с длинной углеводородной цепью (чис-
ло атомов углерода больше 20). Ряд веществ - мыла, белки и др. - формируют гелеобразные
поверхностные пленки большой прочности.
      Измерение площади пленки в зависимости от давления является одним из основных
современных методов изучения монослоев. Эти измерения производятся с помощью поверх-
нсотных весов (весы Лэнгмюра, Адома, Ахматова, Трапезникова).
      Особенностью ионной адсорбции является её селективность. Избирательная адсорбция
одного из ионов зависит не только от его природы, но и от свойств адсорбента.
      Адсорбенты могут иметь на своей поверхности полярные группы (основные или кис-
лые). При адсорбции из растворов электролитов может быть обменная адсорбция между ад-
сорбентом и раствором. Основные адсорбенты (феррогель, алюмогель) отдают в раствор
группу ОН и её место занимает анион из раствора. Кислые адсорбенты (силикогель, глина,
кремневая кислота) способны к обмену катионов. Существуют также амфотерные адсорбен-
ты (белки, алюмосиликаты), адсорбционная способность которых зависит от рН среды.
      К явлениям адсорбции близки явления смачивания, которые определяются интенсивно-
стью взаимодействия между молекулами различных веществ. Смачивание - это физико-
химическое явление самопроизвольного увеличения площади константы жидкости с поверх-
ностью твердого тела. Степень смачивания поверхности жидкости определяются косинусом
краевого угла смачивания (θ).
      Равновесные краевые углы определяются уравнением Юнга:
                                           σ − σ ж −т
                                    cosθ = т− г        .
                                             σ ж−г
     Если косинус краевого угла больше нуля (угол < 90о), то жидкость смачивает поверх-
ность, если меньше нуля (угол > 90о), то не смачивает.
     Твердые поверхности, которые смачиваются водой, называются гидрофильными, не
смачивающиеся водой - гидрофобными.
     В процессе гидрофибизации можно гидрофильную твердую поверхность перевести в
гидрофобную, и. наоборот, гидрофобную сделать гидрофильной (процесс гидрофилизации).
     В качестве гидрофобизирующих веществ используют мыла тяжелых металлов, крем-
нийорганические соединения; гидрофилизирующих - мыла натрия и калия, сапонин.