Г.А. Миронова - Конденсированное состояние вещества - от структурных единиц до живой материи. Т1 (1119317), страница 30
Текст из файла (страница 30)
Связь молекул„йхцдлшнх в разные ьонтактируюшне фазы, хараьтернэушй( (цй цнююгни с вверг»ей «огсэии) энергетическим лараметром— йдбетай (нлн энергией) а»гелии Е„равной работе пс юпгермическому разделе ию наук к аленсировш иых фаз 1 и 2 впюь межфаэнлй поаеркиосги единичной юошади. При такам раэлеленин обраэуются своболиыс 169 !дй!.Нколг лммг чоййс им сеул чдггы поверхшх и раздела обеих конлснсировм!г~ьи фаз с газом, имиошнс энсРгии с, н оь и игмеюет межфюн»Я псвеРкносзь с э«ОРпмй о,з, то есть Е =с ьоз — пгг. (3.12) Алгезин — зто явление прилипаиил коньегшврг ванньо фвз (либо двух нгхмачввающнж» жжхсстей, либо жидкости н твердого зила, либо двух шар»их тел) ппд лейшвнем мшкмояекулярных сил притяжения.
Если ап определяю знсргшо нескоьгжисиршшннмк ьюлекуллрных взаимодействии на цжнаце фаз, тс энер ия влипни характеризует родственность контаюируюцшх фаз, степень гюсыщения поверхностных сил при контакте пнхфаз. 20и жили х пакости на «овершзссти тверлою тел» энц\гия вдгезии (3.12) рамзя Е„= о ь ок — п„„учитыжк, что энергия когсзив жид«ежи Е = 2О„, (3.9). из уравнения Ююа (3.11) находим: сот б = 2»' — Е, (3.! 31 Е Из (3.13) слелует, что хорошее смачиншгие и растекание возможны ара большой рабою едгезии (котла молекулярнвп прнрола жидкости н твердого тела близки) и прн низкой рабшс кюстин (котла псаерыюспше вы»- жение лмдкосзи мжо). Так, углеводороды н пругис органические жидкости с мюмм коэффициентом поверх«сеню!с и»жжения «срошо смечннают практически любые звсрлые тела.
Вода, благопарв полярности ее мп акул, нмеш сравнительно высокую работу когсзн» (Е„п 140 ьгД«зм~) и не смачивает парзфии и фторорганические полимеры, гю хорошо смачиват оксндь некоторые силн«мы. Значение ссзб в (З.П), «ак н работа адгюив. Отражает цгнжжь рсдсжвеяносмн, лкофиюногшв поаермкжги т ердого зсз~» по гпнсшсииго к жидкости. Чем мсныие цжевой угол, тем более лнсбашьна поверхгншть твердого тела. По отношению к воле такие звсрлые ножрхнссп, как парафии, Оо.гиэтплсн, фторорганмгеские пол«- нери, лисиц растений, «итиновый покров насекомьж (кизин — линейный по имер поансахарида; представляет собой высокоупсрядо'миную ьупрамолекужрную (надмолекулярную) стругдуру, це растворимую в воде, бгиюдэря образованию сложны» компвексов с белками, лип«ситами и солями кальция), кожа животных — гцарофобиы, а поюрные тжрдые поверкности — гнврофильны (кварц, стекло, окон»и ыетюлов). Из«врали гьнее см ж н саед«лег ш шеерйых шел Поскольку краевой угол 6 опрепелявгся не только энергией аджани, ио н згкргней кащзин, та есть зависит от свойств трений сраны (а (3.13)— зю газ), окружающей каплю жнлжстн и т»срное тело, то вводим« паинтне избврателжаго смачиваиия.
Прв избирателыюм смачиваиин усззнавлявается равновесие между поверхнссгью раздела двух несмешипаннннхск жидкостей. ~юпрнмер «оды (ж1) и углеволорола («2), и пожрхностью твердопг тела (рис. 3-1 3). Краевой упш, обычно отсчишюаемый а т сторону более полярной жидкости (в рассматриваемом свуюе — гюды, так как о, > цп), сирс»власте» сооюошением: и, -а,и 1 совО=. ' '"' . (3.14) Ом„ Есле О < 90; то поверхнсшь гш- р с.З-!3. и си сн и р ж зыаают гидрофмг го (иан слесфгб. О ю и а при зб рмыюс нж).
так жк вода лучше, чем угле. Онв» . н (Ори ~ ой ~ реп«ерш« юбирателыю смачиваез .пмюы|са штряж жи ж<ьтаэ ООаерхиссть. Если пожрхш сп, рпнж»м с — ! 2) лучше избирашлыю оман«в»ется испол«рным углеводородом, то есть О э 90, то ноисрхнссзь твсрлпго тел» назмваюг гидрофоб ой (или иге бг тьн й). При О = О более полярная жнлжжть ржтсжегся пс псвершшсти теориею вела, вытесня» менее повярную При 6 = 160; «асбсрат, испол»рная жицюсть полысел.ю Огшснжт полярную жидкость от твердой поверхности. Сждует отме!низ то при сма и»юзик еряыь тел и:иджштямп большее влияние акюываег щжмжнне поверхности твердого таш, в часпзсстн ж мнкрогсомегри» (ще!юксватость).
Шероховатость поверхности увеличивает реальную Олошя!а псверкнсстн. Кроме тога нироховнгссп, улучшаег смачиваннс прн смачиванин псверюшсги жидкосп,ю, а при несмвчшшнии — ухудшает с мак инанне. ЗА.З. Поверхностно-активные вен«егия Наличие силовою поля в области раздела фаг мажет вьпывать нзм»- нонне с стмш в поаерхнсстном спас.
Соотношения «онеентраций кампо. нежон в припсверхиостиом слое и сбьеме могут зиачителыю отличаться. Раыичиые вешеспш (е зависимости от нх прирольф могут влн «ошжюрирпваться абгван поверхности. или, наоборот, укошпь в обюм фаз Да )ю- тн г ынв концепт и юге» м ест»евно компоненты г~ргг- твне кото к цыкает свсбо н ю зне и истеыы. Это янлекие самопронзшшьного концензрированин веществ ги поверхности разрыю фаз называется ажорбцией.
Причине адмзрбпнн — в иесксмпенси(юввннсс ш мсжмолсшляюагх сиа вблизи Ооызжиссти, то есп, в ижичн» силовопз адсорбцнсннсго поля. Если адссрбципннымн силами делаются силн Ван-лер-Ваачьса, то влсо(Еяшя назымштся физической, есле при алсорбцин межяу телом (алссрбентсм) и молекулами елсорбироааннаго нещест- Гл йй Н оел е шевэлг волги канд молим Нб 17( Во м (рлрррбтгй) бйцщщпц Ррйрцйрцю щщи, то шюсрбшш шщ иа тс 6(эййцрйййй (хйцщфббр Ей) фкррбгш» прбмщцт к изценецию щцйош пощрхносгп раъкла, в щвнщ»ш — ш)ве(жйщиюго нцщшоццй. ()рйзррщй. яярлбние цйзРрьш и систему прниолвг к шшнжению повррднпсщспэ натяжения (доз/йе О. е — ктжцшпрации вводимого и»ще- тка) называют поверхностно-активными веществамн (НЛВ).
Концентрация ПЛВ в поверююсгиом слое выше объемной мжцеитрации. 1ак, лэ~» гранин вода — воздух и вода — углеволорьл НОВ))б(б)6Вйг активнымн. «ак указывалссь в прелылущем пц(щ(~аф, 66666)166 р(йййю чсские след«лени», в молекулах кй(ОВНР бйбб((щ 2(6666йпр»аная ( елоэяр а») часть н поюлил» фура 1-()Й, -ОООН, ЙНВ н лр.). Днфильнос с роение ьзолекул пйра(шб( 6 ей«~у, чуз сни оьлзь~из«псв родственными обеим контактззруб)фкцб бррймг ((шцпх(жб груд)ц ебуслсцчивб61 йдэбщенность молекул НЛВ по отношению к Ррйк, а углевйло(эцу(66 бейц = к непа»яркой фюе.
Таким цбразом„(24В)йббббе«юбг ЦР«йф)йей(й. (о сс(Ц компенсируют скачок полярностей, о(л)ис(кующий ий грцй)йй ббцйзц раэиородиык, практически нерастворимых веюрств. о и)М Наоборот, нН(э«аниме(Нг» )зйцгйщцп ы ~ 4С нри растворении в воле гкжыша«ж ее поверк- нсстисе натяжение, хотя и очень слабо.
В этом 120 случае псверыюстный слой раствора обеднел цп рзстворенным вешеспюм, тш юм ионы в воде гидратирузстся, и им нс выгодно гюдходить к повеР«ности ближе, ем на толщи««( г«()((жрбй »о сбшкчьи, по треб)ет затрат 61)пйхг(ц( 141 щ(дог ратвцию гзоноя«рйщбсНщ, пщмцршюцу» по- 4О вор(шццтйгж 66(фбеице 666тфзфртйбб ййцьцй-. бн назем(щ э»вар()зйщтбщищбНйййй(6 щ. «цй) йш«6(ж ф96666(йд ю 66(йбцбббэ цди и ти»- 1 нщ() (р 6)й(ршсаа абсолютлыми свойств»ми вещества, а зависят От поверхностных свойств системы, в кщорую оии лсбавляютсл Твк, во„„„, „,,„,„„ц ла может слУжить и нове)жншэномк()(буй(В ия веппщфомг напунмеу, Р Цбд(ецб ~ф((ЩЦз = „д, зйбщ' .
()зР й)эи'(бф ф(кщщ*'бфйбтйй )щи. 2214) и фз УОЭ(', (сйюйвм» 4(х)з ~(цй ьйслоты ОэНтОЮН вЂ” Н,О при 96'С ")" ЕВ" 4',ЭЩ,Щ»,'„"ЮРР (Пу«КтИР»ая Крнаая). ОбЫЧНО ПОВЕрХНОСтНО- элу ~Ф~4 (П цкп)щгфм 6(61»ется вецксц)р, сблалюйй(% бю )44)грймщ 1«У'"'г'Олю йсе'цизкцм собственным' поверхнсшиым натя- женнсм. Вследствие дифильилаи иолюгуд прщцзюйййгш пдй рщ)нййрй ся поасрхшкпю.а«тианымн иа боэппщцютю цейфй)щщ грмц)й Пщуфх. постное юпяженне, например. »ырого щыпвп(б (66*66)ь()()к/цэ) ниже. чем у вюь~ (и 72мДН/цэ). бяюидйре щлйчню прюрхиостноакпзвных веществ: фссфолипидса, жирных «врбонсвык ю елщ и др. Сщлуя П.А Ребиидеру, можно выделить 4 трудны ПАВ ло физико хами« кому лгт ни»му дк юздейслиюя иа аоеерз «кта р ю ле фю н внмюм гж лнеперсвую снешму (гюероз ениую систему нз д»ух или больщею чнслн фаз с сиаыю развитой гимар«лестью раэлева между ними).
). Дрр((ртйц йдрерююспю активные только (нли пренмутдествеиио) йй (найй(В нййэдйй)йййю,— )юйб Пдр этой группы предшввляют собой уцбрвннд щйьуйуйтййю Рмцбрйцуббб — (а счет снижения повсрхнщтяо. щ йВйщйййй РРРЫ Рй )УН)ййр 6 веэлубрм. ()игз мог)т испо»ьэоваться «ак Нвшшбррщщтедй. 2, Рлзщщбрйщцр йй рбир(ще 1)АВ на граинцж (зазлела конаенсироР4нцьш фю! ЩР)йсе Трлл — жйцЩР)ы щщ(Щтр — жнлкоетй, Участ»Ующщ е гзрогйсщк рщруййййй (л(бррфГРрощцб() н сб))7еботий тщрльм тея и эмульгироввнил жйдвщгрй Пц(3 Нй() гйуййН силйно с))ряцют поюгтк. постное натяц«ние иа нюкфаэиой гранищ й ийзы ваш)66 ббрйей(взорами.
У молекул ПАВ сбеик групп (1 и 2) отсутствует спкпбшсшь образовывать прзктранствениые гелеполобные структуры «ак в сбьеме фаз, гак и На пщсрхноши их рюдюц ф РАВ, обладающие способ»сетью щ)йющйуня Ощшчтдщстюшгухх гещпо об ооб иых к в сбьемах фаз и в влсорбциоиных слоях.
Муле ' (г)чвфств характеризуются сложным строением, (йэлалмоу 6()ай»бе«6 уйдц)й болгй«66(л г()упп (белки, лип«вы, пщ взводные йбк)йздб)В И )В )г ф ()г)бг йбббяб(брз))р Вон)йй(м лействнем. Оии жьмлнияют функции зщц 6)эщ 14))рбьо)Н666 ))цлш ()АВ б с)т ксбнм х семопрсизнольжшу сб)ж. здрццию й рб)рие Вгжбрй фатц шрмоп нами иска стабщьных леллоидйюц цйртлц (ьзпцелясоб)за»сван»к я )жсгшф»х ПАВ) н «акис»си»ю от. ныйншмх чашиц в юро мннелл (ссдюбцлщвпла).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
