Критический параметр упаковки

Важное свойство ПАВ – способность создавать самоорганизованные структуры:

1. Насыщенные адсорбционные монослои на поверхности раздела фаз;

2. Прямые и обратные мицеллы в водных растворах неполярных жидкостей;

3. Жидкокристаллические структуры.

В образовании таких структур важную роль играет стерический фактор – соотношение размеров гидрофобных частей молекулы ПАВ. Это соотношение качественно характеризует параметр упаковки (α): α=V/(LΩ); V – Объём, занимаемый неполярной группой (углеводородным радикалом), L – длина развернутой углеводородной цепи, Ω – площадь поперечного сечения молекулы ПАВ.

Во многих случаях площадь поперечного сечения молекулы ПАВ определяется площадью полярной группы(Ω_P). Отношение V/L – определяет площадь сечения неполярной части (Ω_n) молекулы.

Таким образом, критический параметр упаковки – отношение площадей поперечных сечений углеводородной цепи и полярной группы.

Механизмы образования электрического заряда на поверхности твёрдых тел и жидкостей в дисперсных системах

1. Катодная или анодная поляризация поверхности электропроводного материала (металла) на границе с раствором электролита. Этот процесс характерен для электрокапиллярного понижения поверхностного натяжения.

2. Механохимическая активация. При диспергировании твёрдых тел и жидкостей на свежеобразованной поверхности могут возникать электрические заряды из-за эмиссии электронов, образующих свободные радикалы и т.д.

3. Столкновение частиц с заряженными ионами. Этот механизм действует в аэрозолях. С ним связано появление зарядов на каплях воды в облаках.

4. Поверхностная диссоциация.

5. Ионная адсорбция.

Строение дэс

Д войной электрический слов – тонкий поверхностный слой из пространственно разделённых электрических зарядов противоположного знака, образующийся на границе двух фаз. В отсутствии теплового движения частиц строение ДЭС подобно строению плоского конденсатора, но в отличие от идеального случая, ДЭС в реальных условиях имеет диффузное строение. Согласно современной теории структуру ДЭС составляют 2 слоя:

• слой Гельмгольца или адсорбционный слой, примыкающий к межфазной поверхности. Этот слой имеет толщину равную радиусу потенциалопределяющих ионов в несольватированном (нерастворённом) состоянии.

• диффузный слой или стой Гуи, в котором находятся противоионы. Диффузионный слой имеет толщину, которая зависит от свойств системы и может достигать больших значений

Электрической характеристикой ДЭС является потенциал.

Влияние электролитов на дэс

Индифферентные электролиты. Электролиты не содержащие ионы, входящие в состав твёрдых частиц. Поэтому они не влияют на скачок потенциала на границе раздела фаз и на плотность поверхностного заряда. Они влияют на эффективную толщину ДЭС. Если в составе электролита входят противоионы, то его добавление приводит к сжатию ДЭС и уменьшению его слоя. Крупные многовалентные ионы могут вызывать сжатие ДЭС и, кроме того, проникать в слой потенциалобразующих ионов и вызывать перезарядку.

Неиндифферентные электролиты. Такие электролиты содержат ионы, которые могут достраивать кристаллическую решётку твёрдой фазы. Возможны 2 варианта:

1. Вводимые дополнительные ионы имеют одинаковый знак с потенциал образующими ионами, тогда при небольших концентрациях электролита происходит увеличение потенциала; дальнейший рост концентрации приводит к сжатию диффузной части;

2. Вводимые дополнительные ионы имеют знак противоионов, тогда они в начале вызывают сжатие ДЭС, а при достаточно больших концентрациях приведут к перезарядке поверхности.