верхні) компонента i ;- Головні радіуси кривизни поверхні; R i - головні радіуси; C i - відповідні коефіцієнти; m - надлишок маси речовин на одиницю поверхні.
З рівняння адсорбції Гіббса для бінарної системи в термінах відносних адсорбції можна записати:
(1.1.3)
де - концентрація другого компонента в одній з об'ємних фаз.
Вираз (1.1.3) дозволяє визначити поверхневу активність речовини. Ефективним засобом впливу на поверхневий натяг є ПАР, так як ці речовини здатні знижувати поверхневий натяг, пов'язане з їх адсорбцією. Чим сильніше адсорбується речовина, тим вище його поверхнева активність.
Розташовуючись на міжфазній межі молекули ПАР часто утворюють моношар, який володіє двовимірним тиском і знижує поверхневий натяг на величину г 0- г ( г 0 - поверхневий натяг чистого розчинника). Ці моношари називаються також плівками Ленгмюра. Амфіфільних характер ПАР визначає орієнтацію молекул на межі розділу (повітря/вода або масло/вода) таким чином, що полярна кінцева група занурена у воду, а довга вуглеводнева ланцюг спрямована в бік повітря, газу або масла.
1.1 Класифікація параметрів
.1.1 КЛАСИФІКАЦІЯ ПОВЕРХОНЬ
При вивченні поверхневих явищ необхідно досліджувати властивості фаз, поверхонь і гетерогенних систем.
Властивості речовин діляться на статичні - система знаходиться в рівновазі, і в ній мають місце лише молекулярно-кінетичні руху, і динамічні - в системі не встановилася рівновага і відбувається перенесення маси, енергії, електричний зарядів або розповсюдження механічних і електромагнітних хвиль.
Поверхні підрозділяються на рухливі (рідина - газ і рідина - рідина) і нерухомі (тверде - газ, тверде - рідина). У разі рухливих поверхонь обумовленими параметрами є концентрація компонентів на поверхні, товщина неоднорідного шару, форма поверхні, поверхневий натяг і тиск, повна поверхнева енергія, робота адсорбції, електричні потенціали, поверхнева в'язкість, міцність і дифузія.
.1.2 КЛАСИФІКАЦІЯ ПАР
ПАР - речовини з певними властивостями, будовою і адсорбційною здатністю. Виділяють два великі класи ПАР
До першого класу відносяться низькомолекулярні сполуки діфільного характеру, тобто сполуки, що мають гідрофільну «голову» (одну або декілька полярних груп) і гідрофобний «хвіст» (як правило, алифатическую ланцюг, іноді включає і ароматичну групу). За хімічними властивостями вони поділяються на:
) аніоноактівние (наприклад, солі карбонових кислот, алкілсульфати, кілсульфонати);
) катіоноактивні (наприклад, четвертинні амонієві основи, солі амінів);
) неіоногенні (спирти, ефіри).
До другого класу відносяться високомолекулярні ПАР , в яких чергуються гідрофільні і гідрофобні групи, рівномірно розподілені по всій довжині полімерного ланцюга. Прикладами високомолекулярних ПАР можуть служити полівінілові спирти, желатину, казеїну, поліакриламід.
.2 Методи вимірювання властивостей і параметрів поверхонь
Визначення поверхневого натягу - найбільш поширене дослідження при роботі з ПАР, так як на основі цих даних розраховуються багато характеристик (адсорбція, робота адсорбції, поверхнева активність). На сьогоднішній день загальновизнаним стандартом дослідження розчинів ПАР є тензіометріческіе методи. Поверхневий натяг залежить від хімічного складу суміші і відображає важливі характеристики складу і стану поверхневої фази.
Існує два типи методів вимірювання поверхневого натягу: статичні і динамічні. Перші призначені для вимірювання характеристик поверхні в рівноважному стані, коли поверхневий шар повністю сформувався. Динамічні методи застосовуються для дослідження поверхневої фази в процесі її становлення, коли процеси адсорбції/десорбції формують шар ПАР на новоутвореної поверхні. У даній роботі застосовується один з статистичних методів - метод Вильгельми.
МЕТОД втягуйте ПЛАСТИНКИ (МЕТОД Вільгельм)
Тонку платинову пластинку підвішують до коромисла ваг і стосуються платівкою рідини, вміщеній в широкий посудину, щоб уникнути впливів стінки.
Заміряють зусилля втягування пластинки, врівноважуючи втягувальне силу на вагах так, щоб положення платівки не змінювалося після зіткнення з рідиною. Платівка втягується в рідину силами поверхневого натягу, виштовхується архимедовой силою. Поверхневий натяг розраховують за формулою
(1.3.1)
де W - навантаження на вагах; з ж - щільність рідини; l, b і h - довжина, ширина і товщина частині пластинки, що знаходиться в рідині, і - кут змочування.
ВИМІР ПОВЕРХНЕВОГО ТИСКУ
Для вимірювання поверхневого тиску найширше використовуються метод Вильгельми і метод Ленгмюра. У першому методі тонка плас...
