АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Классификация веществ по влиянию на пов натяжение, ур-е Шишковского.

Рассмотрим истинный двухкомпонентный раствор, состоящий из полярного растворителя (H2O) и растворенного вещества. Графическую зависимость σ от концентрации растворенного вещества с при Т = const называют изотермой поверхностного натяжения. Виды изотерм поверхностного натяжения водных растворов представлены на рис. 2.4. Линия 1 характерна для водных растворов неорган. кислот, оснований и солей, которые в воде практически полностью диссоциируют на ионы (HCl, H2SO4, NaOH, KOH, NaCl, MgSO4 и др.). Поскольку энергия взаимод. между молекулами воды и ионами намного выше, чем между молекулами воды (Е_Н2О-ион > _{ЕН2О-Н2О}), то ионы этих соединений хорошо гидрати-руются. В результате концентрация ионов в объеме (с^об) выше, чем их

концентрация в поверхностном слое (с^пов). Для таких веществ σв-ва > σН2О, поэтому с ростом концентрации растворенного вещества σр-ра увеличивается (0/ >σ dcd). Вещества, повышающие пов. натяжение растворителя, называют поверхностно-инактивными веществами (ПИВ).

Линия 2 характерна для растворов веществ, молекулы которых взаим-ют с молекулами воды примерно с такой же интенсивностью, как и молекулы воды друг с другом (ЕН2О-в-во ≈ ЕН2О-Н2О). Молекулы этих веществ равномерно распред. М-у поверхностным слоем и объемом фазы раствора (0/ ≈σ dcd). Примером таких веществ являются сахарá (например, сахароза C12H22O11 или глюкоза C6H12O6). В-ва, не влияющие на поверхностное натяжение растворителя, называют пов.-неактив. веществами (ПНВ). Линия 3 характерна для органических веществ, молекулы которых имеют дифильное строение, т. е. состоят из полярной и неполярной частей. Схематически такие молекулы изображают в виде ο⎯, где ο - полярная часть, а ⎯ – неполярная часть молекулы. В качестве полярных (гидрофильных) частей молекул могут выступать группы, обладающие достаточно большим дипольным моментом: –СООН, –ОН, –NН2, –NO2 и т. д. При растворении таких веществ в воде неполярные части молекул будут «выталкиваться» полярными молекулами растворителя (H2O) на поверхность. Большинство «дифильных» молекул растворенного вещества сосредотачивается на поверхности раздела фаз. Так как σв-ва < σН2О, то поверхностное натяжение раствора с ростом конц. растворенного вещества уменьшается (0/ <σ dcd). В-ва, понижающие поверхностное натяжение растворителя, называют по-верхностно-активными веществами (ПАВ). Примерами таких веществ по отношению к воде являются спирты, орган.кисл. (CH3COO),амины (анилин).

Область I – при малых конц. ПАВ практически все

его молекулы находятся в повер.слое и нем «плашмя» (рис. 2.6, а). В этом случае мы имеем лин.f(c)=σ.

Область II – при средних концентрациях степень заполнения поверхности молекулами ПАВ увеличивается (рис. 2.6, б), а зависимость σ = f(c) не является линейной и описывается ур.Шишковского:

где В – постоянная для одного гомологического ряда ПАВ, величина которой определяется природой полярной части; А –постоянная, численное значение которой возрастает при увеличении длины цепи углеводородного радикала. Постоянная В может быть рассчитана по формуле

где R – универсальная газовая постоянная, R = 8,314 Дж ⋅ моль–1

⋅ К–1; T – абсолютная температура, К; S0 – площадь, занимаемая молекулой

ПАВ в поверхностном слое, м2; NA – число Авогадро, NA = 6,022⋅1023 моль–1

Область III – при больших концентрациях молекулы ПАВ занимают всю поверхность раздела фаз, поэтому водный поверхностный слой заменяется углеводородным монослоем – образуется «частокол Лэнгмюра» (рис.2.6, в). В этой области поверхностное натяжение раствора не зависит от концентрации ПАВ, т. е.

Дата добавления: 2015-10-11 | Просмотры: 550 | Нарушение авторских прав