−

разрушения твердых тел при воздействии растворов - понизителей твердости. Проникая в микроскопические трещины в породе, и оказывая расклинивающее давление на их стенки, подобные жидкости облегчают разрушение горных пород при бурении.

2.6.7. Поверхностно-активные вещества. Адсорбция

Растворение в жидкости различных добавок вызывает изменение поверхностного натяжения. Это особенно заметно в тех случаях, когда силы взаимодействия между молекулами растворенного вещества и растворителя сильно отличаются от сил взаимодействия между молекулами растворителя.

Если молекулы растворенного вещества слабо взаимодействуют с молекулами растворителя, то они выталкиваются в поверхностный слой. Концентрация молекул растворенного вещества в поверхностном слое будет больше концентрации их в объеме жидкости, а общая энергия жидкости уменьшится.

Вещества, собирающиеся в поверхностном слое при растворении их в жидкости, называются поверхностно-активными веществами (ПАВ), а явление повышенной концентрации молекул этих веществ в поверхностном слое растворителя − адсорбцией.

Адсорбция молекул газа или жидкости может происходить также и на поверхности твердого тела, контактирующего с газом или жидкостью ( на активированном угле). ПАВ по отношению к воде являются жирные кислоты, их соли, спирты, эфиры и т.д. ПАВ уменьшают α.

Если силы взаимодействия между молекулами растворенного вещества и растворителя больше сил взаимодействия между молекулами растворителя (сахар в воде), то наблюдается обратное явление - концентрация молекул растворенного вещества в поверхностном слое меньше, чем в объеме - отрицательная адсорбция.

Явление адсорбции можно объяснить устойчивость пены и вообще жидких пленок. Способностью к образованию пленок и пузырей обладают жидкости, у которых поверхностное натяжение мало вследствие растворения в них ПАВ (мыло в воде). В результате адсорбции у поверхностей пленки образуются слои с большей концентрацией мыла, чем внутри пленки.

Если пленка начинает рваться, то в месте намечающегося разрыва рвется ее наружный слой, и обнажаются внутренние слои, в которых концентрация мыла меньше. В этом месте α больше, чем на окружающей поверхности, и поэтому образовавшееся повреждение поверхностного слоя будет затягиваться (эффект Марангони).

ПАВ практически полностью концентрируются в поверхностном слое. Например, молекулы жирных кислот представляют собой длинную цепочку, концы которой по-разному взаимодействуют с молекулами воды. Конец, содержа-

щий группу СООН, сильно взаимодействует с Н2О (гидрофильный конец). Поэтому молекулы жирных кислот, выталкиваясь в поверхностный слой воды, располагаются в нем вертикально, причем группы СООН погружены в воду, а группы СН3 торчат наружу.