Классификация пав и основы их действия в составе смс

---

16.11.2017
Классификация ПАВ и основы их действия в составе СМС
https://moodle.kstu.ru/mod/book/tool/print/index.php?id=23111
9/14
1. Классификация ПАВ
В 1917 г. американец И. Лэнгмюр обнаружил, что некоторые вещества очень
активно накапливаются на различных пограничных поверхностях (на
границах воздух – вода, вода – масло). Накопление происходит потому, что
поверхность любого тела обладает нескомпенсированным запасом свободной
энергии, возникающим потому, что молекулы твердого тела или жидкости
притягиваются друг к другу с силой во много десятков раз большей чем
молекулы воздуха. В результате на границе твердое тело – воздух оказывается
слой молекул, силы притяжения которых не скомпенсированы. Это и есть
причина избытка свободной энергии и поверхностного натяжения на границе
твердое тело – воздух.
Добавление различных по химической природе веществ приводит к
увеличению или уменьшению поверхностного натяжения водных растворов.
Ве- щества, повышающие поверхностное натяжение, называются
поверхностно- инактивными (ПИАВ); понижающие – поверхностно-
активными (ПАВ). К ПИАВ относят, например, любые электролиты
(щёлочи, кислоты). ПАВ представляют собой чаще всего биполярные
органические соединения, неполярная (гидрофобная) часть которых
представлена длинноцепочечным углеводородным радикалом с С › 8,
полярная (гидрофильная) – различными функциональ- ными группами.
При контакте ПАВ с поверхностью жидкости или твердого тела происходит
процесс адсорбции, заключающийся в накоплении молекул поверхностно-
активного вещества на границе раздела фаз. Особенностью адсорбции
является то, что она протекает с выделением тепла, причем не на всей
поверхности твердого тела, а только на его активных центрах.
Адсорбционный слой может состоять из одного или нескольких слоев
адсорбированных молекул. Особенностью поверхности жидкости является то,
что все точки ее одинаково активны к адсорбции. Гидрофильная группа ПАВ
направляется к воде, а гидрофобная – к воздуху. Такую ориентацию молекул
Лэнгмюр назвал «частоколом». В результате свойства тел, покрытых
адсорбционными слоями, резко изменяются: гидрофобные поверхности
становятся более гидрофильными, они лучше смачиваются водой.

---

16.11.2017
Классификация ПАВ и основы их действия в составе СМС
https://moodle.kstu.ru/mod/book/tool/print/index.php?id=23111
10/14
При адсорбции происходит также растворение ПАВ в одной из фаз. При этом
вначале образуются истинные растворы, в которых ПАВ находятся в виде
молекул. По мере добавления ПАВ наблюдается резкое изменение свойств
растворов. Происходит формирование коллоидных растворов, в которых ПАВ
на- ходятся в виде более крупных агрегатов, называемых мицеллами. Предел
истинной растворимости ПАВ называется критической концентрацией
мицеллообразования (ККМ).
Наиболее универсальными методами определения ККМ являются:
1) расчет из изотерм поверхностного натяжения растворов ПАВ;
2) потенциометрическое титрование растворов ПАВ;
3) температурный метод (по точке Крафта растворов ПАВ).
Способность ПАВ при адсорбции на поверхности раздела фаз радикально
изменять её свойства и тем самым влиять на многие важные показатели дис-
персных систем широко используется в самых различных областях техники и
многочисленных технологических процессах. При этом влияние ПАВ может
быть различным в зависимости от химической природы и строения
граничащих фаз и молекул ПАВ, а также от условий их применения.
Согласно Ребиндеру, можно выделить четыре группы ПАВ:
а) по физико – химическому механизму их воздействия на поверхность