Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
Речовини, що при розчиненні навіть у дуже малих концентраціях здатні різко знижувати поверхневий натяг розчинника, називають поверхнево-активними речовинами (ПАР), а їх властивість знижувати поверхневий натяг – поверхневою активністю.
Утворення найтоншого насиченого адсорбційного шару ПАР товщиною в одну молекулу (мономолекулярного шару) може викликати різкі зміни інтенсивності молекулярної взаємодії дотичних тіл і швидкості обміну речовин між цими тілами (рис. 4.1).
Рис. 4.1. Адсорбційний шар: а – ненасичений; б – насичений |
ПАР – органічні сполуки, у молекули яких входять одночасно полярна група (наприклад ОН, СООН, NН2) і неполярний вуглеводний ланцюг (рис. 4.2).
Найбільш часто зустрічаються у складі ПАР наступні функціональні групи: (–ОН) – гідроксильна;
(–NO2) – нітрогрупа; (–SO3H) – сульфогрупа
Рис.4.2. Схема молекули поверхнево-активної речовини
Символ зображення ПАР
кружок позначає полярну групу; риска – неполярний радикал.
Від типу функціональної групи і структури радикала залежить розчинність ПАР в різних розчинниках і спроможність дисоціювати на іони. ПАР, у яких функціональні групи несуть позитивний заряд, активні у кислому середовищі і неактивні у лужному, тоді як ПАР з негативно зарядженими функціональними групами, навпаки, активні у лужному і не активні у кислому середовищі. Активність щільно пов’язана з омиленням (створенням солей) ПАР і іонів.
Наприклад, жирні кислоти у лужному середовищі реагують з лугом з утворенням мил:
Аміни у кислому середовищі омиляються кислотами:
У воді ці і подібні їм солі нерідко дисоціюють з утворенням відповідних аніонів або катіонів
RCOONa → RCOO– + Na+
RNH3Cl → RNH+3 + Cl–
Оскільки ПАР у сольовій формі більш активні, ніж у вихідній, у техніці вони застосовуються саме у формі солей.
Поверхнево-активними речовинами щодо води є багато органічних сполук, а саме: жирні кислоти з досить великим вуглеводним радикалом; солі цих жирних кислот (мила); сульфокислоти і їх солі, спирти, аміни. Характерною рисою будови молекул більшості ПАР є їх дифільність – будова молекули з 2-х частин – полярної групи і неполярного вуглеводного радикала (рис. 4.2), що має значний дипольний момент і здатна до гідратації. Полярна група обумовлює спорідненість ПАР з водою. Гідрофобний вуглеводний радикал є причиною зниженої розчинності цих сполук у воді.
|
| Рис. 4.3.Орієнтація поверхнево – активних молекул в адсорбційному шарі: а – на твердій поверхні; б – на поверхні розподілу неполярної рідини з полярною; 1 – тверде тіло; 2 – повітря або рідина; 3 – полярна рідина; 4 – неполярна рідина |
В тому випадку, коли поверхня була вуглеводною, наприклад, поверхня бітуму, невелика добавка ПАР – жирної кислоти (С17Н33СООН) або жирного аміну (С17Н35NН2) може самовільно змінити її на полярну, завдяки полярним групам СООН або NН2 (рис. 4.3, б), що концентруються у верхньому шарі бітуму.
При цьому концентрація ПАР у поверхневому адсорбційному шарі може у десятки тисяч разів перевищувати концентрацію його в об’ємі навколишнього середовища (наприклад, у розчині).
Адсорбційний шар ПАР забезпечує ніби перехід між двома фазами, які межують і які протилежні за молекулярною природою. Завдяки цьому шару забезпечується тісний зв’язок між контактними тілами (адгезія).
Дата публикования: 2014-11-02; Прочитано: 727 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!