Адсорбция на границе газ-жидкость. Изотерма Гиббса.

8.Поверхностно-неактивные вещества стремятся уйти с поверхности жидкости в объеме. Поверхностно-активные вещества, наоборот, стремятся накапливаться в поверхностном слое. Накопление вещества поверхностным слоем называется адсорбцией. Характерной особенностью всех поверхностно-активных веществ является их дифильность, то есть то, что они состоят из двух частей – полярной группы и неполярного углеводородного или ароматического радикала. ПАВ - это органические кислоты, спирты, эфиры, амины, кетоны, мыла и другие моющие средства. Молекулы ПАВ при внесении их в воду стремятся выйти на границу раздела вода/пар, где каждая из указанных частей молекул ориентируется соответственно своей природе: полярная группа - в сторону полярной среды (в воду), неполярная - в воздух. Для поверхностно-активных веществ уменьшается с концентрацией, то есть . Для поверхностно-неактивных веществ увеличивается с концентрацией то есть _. Если не зависит от концентрации _.Правило Дюкло-Траубе — зависимость, связывающая поверхностную активность водного раствора органического вещества с длиной углеводородного радикала в составе его молекулы. Согласно этому правилу, при увеличении длины углеводородного радикала на одну группу СΗ₂ поверхностная активность вещества увеличивается в среднем в 3,2 разаПоверхностная активность зависит от строения молекул ПАВ; последние обычно состоят из полярной части (группы, обладающие большим дипольным моментом) и неполярной части (алифатические или ароматические радикалы). В границах гомологического ряда органических веществ, концентрация, необходимая для понижения поверхностного натяжения водного раствора до определённого уровня, снижается в 3-3,5 раза при увеличения углеродного радикала на одну -СΗ₂-группу.

9. Величина работы, необходимой для создания единицы площади новой поверхности, называется поверхностным натяжением, которое выражается в Дж/м² и обозначается буквой (сигма).

_=А/S

На легкоподвижных границах жидкость — газ (пар) или жидкость — жидкость П. н. можно непосредственно измерить многими методами. Так, широко распространены способы определения П. н. по массе капли, отрывающейся от конца вертикальной трубки (сталагмометра); по величине максимального давления, необходимого для продавливания в жидкость пузырька газа; по форме капли (или пузырька), лежащей на плоской поверхности, и т.д. Экспериментальное определение П. н. твёрдых тел затруднено из-за того, что их молекулы (или атомы) лишены возможности свободного перемещения. Исключение составляет пластическое течение металлов при температурах, близких к точке плавления. Ввиду анизотропии кристаллов П. н. на разных гранях кристалла различно. Понятия П. н. и свободной поверхностной энергии для твёрдых тел не тождественны. Дефекты кристаллической решётки, главным образом дислокации, ребра и вершины кристаллов, границы зёрен поликристаллических тел, выходящие на поверхность, вносят свой вклад в свободную поверхностную энергию. П. н. твёрдых тел обычно определяют косвенно, исходя из межмолекулярных и межатомных взаимодействий. Величиной и изменениями П. н. обусловлены многие поверхностные явления, особенно в дисперсных системах.

В живых организмах П. н. клетки — один из факторов, определяющих форму целой клетки и её частей. Для клеток, обладающих жёсткой или полужёсткой поверхностью (многие микроорганизмы, инфузории, клетки растений и т.д.), значение П. н. невелико. У клеток, лишённых прочной надмембранной структуры (большинство клеток животных, некоторые простейшие, сферопласты бактерий), П. н. в основном определяет конфигурацию (клетки, находящиеся во взвешенном в жидкости состоянии, приобретают форму, близкую к сферической). Форма клетки, прикрепленной к какому-либо субстрату или к др. клеткам, зависит преимущественно от др. факторов — цитоскелета, образуемого микротрубочками, контактных структур и т.д. Полагают, что локальные изменения П. н. существенны в таких явлениях, как фагоцитоз, пиноцитоз, гаструляция. Определение П. н. клетки — сложная экспериментальная задача; обычно П. н. клетки не превышает несколько дин/см (10^-3н/м)

10. Адсорбция на твердой поверхности из раствора зависит от природы растворенного вещества. Большое влияние оказывает на адсорбцию соотношение полярностей адсорбента и растворителя. Это выражается правилом уравнивания полярностей Ребиндера