Cпособность ПАВ снижать поверхностное натяжение на границе раздела фаз
|
g = - (ds/dc)c®0
которая зависит, главным образом, от длины углеводородного радикала; с ее увеличением поверхностная активность возрастает.
Правило Дюкло-Траубе гласит: увеличение длины углеводородного радикала на одну группу -СН2 приводит к возрастанию поверхностной активности в 3-3,5 раза.
При большой длине углеводородных радикалов, когда заметно проявляется взаимодействие между молекулами ПАВ на поверхности, поверхностная активность увеличивается медленнее, чем это следует из правила Дюкло-Траубе. Поверхностную активность коллоидных ПАВ (g) можно приближенно оценить так:
где s0 – поверхностное натяжение воды; sККМ – поверхностное натяжение раствора ПАВ при критической концентрации мицеллообразования; ККМ – критическая концентрация мицеллообразования ПАВ; n - число ионов, образующихся при диссоциации одной молекулы ПАВ.
Поверхностная активность ПАВ (g) непосредственно определяет адсорбционную способность ПАВ: чем она больше, тем больше адсорбционная способность. Адсорбируясь на частицах дисперсной фазы, молекулы ПАВ создают на их поверхности адсорбционно-сольватные защитные оболочки, которые из-за соответствующей ориентации молекул ПАВ («хвостом» или «головкой») значительно снижают поверхностное натяжение и препятствуют слипанию или слиянию частиц (рис….).
|
|
|
Рис. ….Некоторые границы раздела фаз
Моющее действие коллоидных ПАВ основано на совокупности коллоидно-химических процессов.
1. В присутствии ПАВ вследствие уменьшения поверхностного натяжения улучшается смачивание твердой поверхности, жидкость лучше проникает в тонкие капилляры ткани.
2. Молекулы мыла, адсорбируясь на поверхности волокна и частицах твердых или жидких загрязнений, создают адсорбционный слой, что обусловливает возникновение расклинивающего давления. Это способствует отрыву частиц и переходу в моющую жидкость.
3. Адсорбционные пленки на поверхности частиц загрязнений придают этим частицам высокую агрегативную устойчивость и предупреждают их прилипание к поверхности волокна в другом месте.
4. В присутствии коллоидных ПАВ в растворе образуется пена, которая способствует механическому уносу частиц загрязнений от поверхности.
5. Масляные загрязнения удерживаются в водной среде вследствие солюбилизации, о которой речь пойдет дальше.
Важной количественной характеристикой ПАВ является гидрофильно-липофильный баланс (ГЛБ). Числа ГЛБ характеризуют соотношение между гидрофильными и гидрофобными свойствами: чем выше число ГЛБ, тем больше баланс сдвинут в сторону гидрофильных (полярных) свойств ПАВ. Числа ГЛБ определяются экспериментально.
|
|
|
Работами Дэвиса установлена количественная зависимость ГЛБ от состава и структуры ПАВ. Каждая структурная единица вносит свой вклад в число ГЛБ.
Числа ГЛБ по Гриффину составляют:
для гидрофильных групп: -COOK – 21,1; -COONa – 19,1; -СООН – 2,4; -ОН – 1,9; =O – 1,3;
для гидрофобных групп: =СН–, –СН2–, –СН3, =С=С – 0,475.
На основании этих данных числа ГЛБ можно рассчитывать по уравнению:
ГЛБПАВ = 7 + Σ(ГЛБ)Г - Σ(ГЛБ)Л,
где Σ(ГЛБ)Г – сумма чисел ГЛБ всех гидрофильных групп; Σ(ГЛБ)Л – сумма чисел ГЛБ липофильных (гидрофобных) групп.
Физический смысл эмпирических чисел ГЛБ состоит в том, что они определяют отношение работы адсорбции молекул ПАВ на границе раздела фазы «масло» к работе адсорбции на той же границе с фазой «вода». В зависимости от числа ГЛБ ПАВ используются для той или иной цели. Так, если ПАВ имеют числа ГЛБ от 7 до 9, их используют в качестве смачивателей, от 13 до 15 – в качестве моющих средств, от 15 до 16 – в качестве солюбилизаторов в водных растворах.
Дата добавления: 2015-12-18; просмотров: 83; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!