И.Л. Кнунянц - Химическая энциклопедия, том 3 (1110089), страница 372
Текст из файла (страница 372)
проблема сводится лишь к времени окисления, т.е. к кинетике процесса. Если окончат. окисление происходит медленно, ПАВ успевает произвести вредное влияние на живые организмы и прир. среду. При биохим. очистке отработанных р-ров ПАВ окисление ведется в присут. ферментов. С увеличением т-ры скорость окисления увеличивается, но выше 35'С ферменты разрушаются.
Аиионактивные ПАВ адсорбируются на межфазных пов-стах раздела, вследствие чего снижается ферментатиниый гидролиз жиров, белхов и углеводов, приводящий к угнетению жизнедеятельности бактерий. Механизм биоокисления ПАВ устанавливается путем изучения промежут. продуктов распада. Так, в промежут. продуктах распада алкилбензолсульфонатов обнаружены; алкилбензолсульфонаты с короткой алкнльной цепью; сульфофенилкарбоновые к-ты в среднем с 4 атомами С в цепи; сульфокарбоновые к-ты с 5 — б атомами С; сульфодикарбоновые к-ты и сульфокислоты.
Это позволяет предположить, что биоразложение начинается с концевой метильной группы. Чем ближе остаток продвигается к бензольному кольцу, тем окисление происходит медленнее. Конечной стадией является распад бензольного кольца на ненасыщ. соед., к-рые окисляются достаточно быстро и полно. Алифатич. ПАВ окисляются быстрее, чем циклические, причем сульфоиаты окисляются труднее, чйм сульфаты.
1169 ПОВЕРХНОСТНОЕ 589 По-видимому, это связано с тем, что сульфаты в воде гндролизуются. Прямоцепочечные первичные и вторичные алкилсульфаты за 1 ч полностью разрушаются в сточных воддх. Алкилсульфаты с разветвленной цепью окисляются медленнее, а прямодепочечныс алкилбензолсульфонаты полностью распадаются лишь за 3 сут. Биоразложснис катионактивных ПАВ мало изучено, нек-рыс исследователи не рекомендуют сбрасывать их в сточные воды.
Рост произ-ва ПАВ привел к появлению крупных предпри- ятий, являющихся локальными источниками загрязнения воды. Высококонцентрпр. сточные волы этих предприятий м. б. очищены мнкробиол. Методом, основанным на исполь- зовании высокоактивных кулътур микроорганизмов. Полу- чены штаммы бактерий, разрушающих алкилсульфаты, алкилсульфонатьь алкилбензолсульфонаты, сульфоэтокси- латы и др. Идентифицированы промсжут.
продукты распа- да, к-рые являются аналогами прир. в-в, нстоксичны и не оказывают неблагоприятного воздействия на окружающую среду. Один из важных результатов бактериального расщеп- ления-отсутствие среди промежут, продуктов распада в-в с явно выраженной дифильностью молекул. Метод дал поло- жит, результаты для сточных вод, содержащих 500 мгггл ПАВ.
Эффективность очистки составила 95 — 97егс за время не более 12 ч. Среди грамотрицат, бактерий обнаружены микроорганизмы (деструкторы), к-рые усваивают ПАВ как питат. субстрат. Лкш.. Колловдвые пошрхнссгво-вктнвные всшесгвв, иер, с ввгл. пол рел. А.В. твтбмкнв, З.Н. Мсркнной, М., 196; Физико-химичшкис шиовы пр епк- ин» поверхностно.вктиввых кешсств, твшмвт, 1977; Пошртнос но-вк ивиые вешесгвв. Спревочнвк, под ред. А.А Абрвмзоне и Г.М. Гвсвого, Л., 1979; Мнпеллосбрвзоввиис, солшбнлизсвик и мнкрозмтльснн, пер. с книг., М., 1989, А бра мзоп А. А., Пошрхиостнс вктивные вшпествв.
Свойства и применение, 1 изд., Л., 1981; Успехи «олловдной хини», пад ред. И. В. Пе рвиовг-Сокогг в и К.С. Ахмедове, твшкент, 1987. С ж Файлгонв, В, П 7шсг ее. ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ, стремление в-ва (жид- кости или твердой фазы) уменьшить избыток своей потен- циальной энергии на границе раздела с др, фазой (поверх- иосяшую эиергшо). Определяется как работа, затрачиваемая на создание единицы площади пов-сти раздела фаз (размер- ность Дж/м'). Согласно др.
определению, П.н.-сила, отне- сенная к единице длины контура, ограничивающего пов-сть раздела фаз (размерность Нггм); эта сила деиствует тангсн- циально к пов-сти и препятствует ее самопроизвольному увеличению. П.н. †о. термодннамич. характеристика поверхностного слоя жидкости на границе с газовой фазой или др. жид- костью, П.н. разл. жидкостей на границе с собств. паром изменяется в широких пределах;от единиц для сжижеиных низкокипяших газов до песк.
тыс. МНггм для расплавл. тугоплавких в-в. П. н, зависит от т-ры. Для мн. однокомпо- нентных неассоциир. жидкостей (вода, расплавы солей, жид- кие металлы) вдали от критич. т-ры хорошо выполняется линейная зависимость: о = оо — п(Т вЂ” 7гг), где о иао-П. н. при т-рах Т и Т, соотво а од 0,1 МНгг(м. К)- температурный коэффициент П. н. Оси. способ регулирова- ния П.
н. заключается в использовании поверхиосгпио-аххпив- иых веществ (ПАВ). П.н. входит во мн, ур-ния физики, физ. и коллоидной химии, электрохимии. Оно определяет след. величины: 1) капиллярное давление р = о(17гг + 17гз), где г, и г, -глав- ные радиусы кривизны пов-стн, и давление насыщ. пара р, над искривленной пов-стью жидкости: р„= ро ехр(2о )г ~гЯ7), где г — радиус кривизны пов-сти, 71 — газовая постоянная, Р— молярный объем жидкости, р„— давление над плоской пов-стью (законы Лапласа и Кельвина, см.
Кипи лярпые явления). 2) Краевой угол смачивания 0 в контакте жидкости с пов-стью твеРдого тела: сов 0 = (а, — о„)ггаг, где а„пы-Уд. сноб. поверхностные энергии твердо~о тела на граийцс с газом и жидкостью, ог — П, н, жидкости (закон Юнга, см. Сл<ичивание). 3) Адсорбцию ПАВ Г = -йт/сйг, где и-хим. потенциал адсорбируемого в-ва (ур-ние Гиббса, см. Адсорбчия). Для 1170 590 ПОВЕРХНОСТНЫЕ разб. р-ров Г ( — Ао/т/с)с/ЯТ, где с-молярная концентрация ПАВ. 4) Состояние адсорбц.
слоя ПАВ на пов-сти жидкости: (я, + а/Ал) (А — Ь) = /сТ, где х, = (оа — о) — двухмерное давление, о, и ет-соответственно П.н. чистой жидкости и той же' жидкости при наличии адсорбц. слоя, и — постоянная (аналог постоянной Ван-дер-Ваальса), А-плошадь поверхностного слоя, приходящаяся на одну адсорбир. Молекуву, Ь-площад!и занимаемая 1 молекулой жидкости, й — постоянная Больцмана (ур-ние Фрумкина-Фольмера, см.
Поверхиостыпя активность). 5) Эдектрокапиллярнын эффект: — Ао/др = рм глс р,— плотность поверхностного заряда, ф-потенциал электрода (ур-ние Липмана, см. Элвктрпкаяиллярные явления). б) Работу образования критич, зародыша новой фазы Ис Напра при гомог. конденсации пара при давлений рц', 1бхоэ)Я/3(Л7)пр/р ), где ра-давление пара над плоской поверхностью жидкости (ур-нис Гиббса, см. Зарождение новой фазы).
7) Длину й капиллярных волн на пов-сти жидкости: о = йэр/2ят' — днипр/Ахх, где р — плотность жидкости, т-иернод кодебаний, д-усхорение своб, падения. 8) Упругость жидких пленок со слоем ПАВ:модуль упругости Е, = 2 (Ао/А!п л), гле в-площадь пленки (ур-ние Гиббса, см. Тоыкив пленки). П.н.
измерено для мн. чистых в-в и смесей (р-ров, расплавов) в широком интервале т-р и составов. Поскольку П.и. весьма чувствительно к наличию примесей, измерения разными методиками не всегда дают совпадающие значения. Осы. методы измерения следующие: 1) подъем смачнвающих жидкостей в капиллярах. Высота подъема Н = 2осо88/Аруд, где Ьр = ре — рв — разность плотыостей жидкости и вытесняемого газа, г-радиус капилляра.
Точность определения П.н, растет с уменьшением отноШения у/а (и-капиллярная постоянная жидкости). 2) Измерение макс. давления в газовом пузырьке (метод Ребиндера); расчет основан на ур-нин Лапласа. При выдавли- вании пузырька в жидкость через калиброванный капилляр радиусом г перед моментом отрыва давление р = 2о/г. 3) Метод взвешивания капель (сталагмометрыя): б/я = 2ягп (ур-нне Тейта), где 0-общий вес и капель, оторвавшихся под действием силы тяжести от среза капил- лярной трубки радиусом г, Для повышения точности пра- вую часть умножают иа поправочный коэфч зависящий от г и объема капли.
4) Метод уравновешивания пластины (метод Вильгельми). Прн погружении пластины с периметром сечения Бв смачи- вающую жидкость вес пластины С = 6 + Бособд, где Оа — вес сухой пластины. 5) Метод отрыва кольца (метод Дю Нуи). Для отрыва проволочного кольца радиусом )1 от пов-сти жидкости требуется сила г = От, + 4х/(о. 6) Метод сидящей капли. Профиль капли на несмачива- емой подложке определяется из условия постоянства суммы гидростатич. и капиллярного даалеынй. Дифференциальное ур-ние профиля капли решается численным интегрирова- нием (метод Башфорта — Адамса). По измерениям геом.
параметров профиля капли с помощью соответствующих таблиц находят П. н. 8) Метод вращающейся капли. Капля жидкости плот- ностью р, помещается в трубку с более тяжелой (плотность рх) жидкостью. При арап!сини трубки с угловой ско- ростью ы капля вытягивается вдоль оси, принимая прибли- женно форму цилиндра радиуса у. Расчетное ур-ние: о вх(рх — р,)гэ/4. Метод применяют для измерения ма- лых П.н. на границе двух жашкостей. П.
н. является определяющим фактором мн. технол. про- цессов; флотацни, пропитки пористых материалов, нанесе- ния покрытий, моющего действия, порошковой металлур- гии, пайки и др. Велика роль П. н. в процессах, происходя- щих в невесомости, Понятие П.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
