Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
161
Добавлен:
07.01.2014
Размер:
4.21 Mб
Скачать

Часть 4 Виды изотерм поверхностного (межфазного) натяжения

Изотермы поверхностного натяжения.

Типичный вид изотермы поверхностного натяжения, описываемый уравнением Шишковскогоσ=σ0 - ART•ln(1+K•c) представлен на рисунке 1.

Рисунок 1. Типичные изотермы поверхностного натяжения и гиббсовской адсорбции.

На рисунке 2 показана та же изотерма, построенная в логарифмических координатах. Четкий излом на данной изотерме соответствует критической концентрации мицелообразования (ККМ). Падение поверхностного натяжения до ККМ обусловлено адсорбцией ПАВ на межфазной границе. Начальный параллельныйоси абсцисс участок (рисунок 3) имеет место на всех изотермах, если их строить, начиная от достаточно низких концентраций (при очень низких концентрациях ПАВ адсорбция мала и не определяется экспериментально).

Рисунок 2. Изотерма поверхностного натяжения в логарифмических координатах.

Рисунок 3. Изотерма поверхностного натяжения в широком интервале концентраций ПАВ.

Если в системе присутствует несколько ПАВ, резко различающихся по поверхностной активности, то изотерма поверхностного натяжения в ряде случаев имеет ступенчатый вид (рисунок 4), однако часто эти ступеньки сливаются в сплошную линию, так что их отсутствие не говорит о чистоте веществ, но их наличие указывает на присутствие в растворе нескольких ПАВ.

Рисунок 4. Изотерма поверхностного натяжения смеси ПАВ.

Рисунок 5. Изотерма поверхностного натяжения в присутствии небольшого количества примесей.

При содержании в индивидуальном ПАВ небольшого количества примесей (как правило, тоже поверхностно-активных) изотерма отличается от показанной на рисунке 4, лишь наличием небольшого минимума (рисунок 5).

Если ПАВ содержит много примесей или представляет собой смесь веществ, то минимум исчезает, и изотерма в логарифмических координатах имеет вид плавной S-образной кривой, не разделенной четко на участки (рисунок 6).

Рисунок 6. Изотерма поверхностного натяжения смеси ПАВ.

Для низших членов гомологических рядов ПАВ (кислот, аминов, спиртов), неограниченно растворимых в воде, характерна изотерма, показанная на рисунке 7.

Рисунок 7. Изотерма поверхностного натяжения для гомологических радов ПАВ, неограниченно растворимых в воде.

Иногда встречаются изотермы вида, представленного на рисунке 8. Некоторые исследователи объясняют два перегиба наличием нескольких видов мицелл и, следовательно, нескольких ККМ, соответствующих каждому излому.

Рисунок 8. Изотерма поверхностного натяжения в случае образования смешанных мицелл.

Изотерма межфазного натяжения на границе жидкость-жидкость.

В системах жидкость-жидкость, если ПАВ неограниченно смешивается с жидкостями обеих фаз (например, циклогексиламин-толуол-вода или пропионовая кислота-гексан-вода) изотерма имеет вид, изображенный на рисунке 9. Начальный (криволинейный) участок обусловлен процессом адсорбции ПАВ на межфазной границе, а прямолинейный – понижением поверхностного натяжения благодаря смешению жидких фаз и уменьшению разности их полярностей при увеличении концентрации ПАВ.

Рисунок 9. Изотерма межфазного натяжения на границе жидкость - жидкость.

Соседние файлы в папке Колды лекции