Макет страницы
Способность поверхностно-активных веществ адсорбироваться на поверхности воды определяется особенностями их строения. Молекулы поверхностно-активных веществ можно представить состоящими из углеводородной (неполярной) части и полярной группы. Если углеводородная часть молекулы гидрофобна, то полярные группы интенсивно взаимодействуют с молекулами воды. Молекулы с таким строением называют дифильными, т. е. проявляющими склонность к взаимодействию с неполярными веществами и с такой весьма полярной жидкостью, как вода.
Энергетически наиболее выгодно положение дифильных молекул на границе раздела фаз, так как в этом случае их полярная группа («голова») может оставаться в водной фазе, т. е. быть гидратированной, а углеводородная часть («хвост») «выталкивается» активно взаимодействующими друг с другом молекулами воды «наружу», т. е. в неполярную фазу.
Строение поверхностно-активных веществ и дифильных молекул, образующих на поверхности воды нерастворимые монослои, почти одинаково. Их отличают только размеры неполярной части, которая у веществ, образующих монослои растеканием, должна быть больше.
Зависимость поверхностного натяжения от концентрации для поверхностно-активных веществ достаточно точно подчиняется эмпирическому уравнению, предложенному Б. Шишковским,
а = а0-а In (I+be), (III.13)
где а — поверхностное натяжение раствора; аа — поверхностное натяжение растворителя; а и b — постоянные. Дифференцируя (III. 13) по концентрации, получаем
-о7 = - ТТ^- (ПШ)
Подстановка (III.14) в уравнение Гиббса (III.11) дает
„ a be
RT I+be
(III. 15)
И. Ленгмюр предложил теоретический вывод уравнения (III. 15), который будет разработан далее (см. с. 61).
Уравнение Шишковского выполняется и при адсорбции поверхностно-активных веществ на границе вода — жидкие углеводороды. Оно было экспериментально подтверждено при адсорбции стероидов на границе вода — вазелиновое масло (P. Py и Ж - Баре).
