Влияние температуры на поверхностное натяжение

Поверхностное натяжение жидкостей уменьшается с температурой. Для растворов ПАВ несколько иная зависимость: в начале процесса Поверхностное натяжение некоторых веществ с ростом температуры возрастает, достигая максимума, что объясняется десорбцией ПАВ в определённом интервале температур; при повышении температуры, когда процесс десорбции закончился, поверхностное натяжение вновь снижается.

Классификация пав

По способности к диссоциации в водных растворах ПАВ делят на ионогенные и неионогенные. В свою очередь ионогенные ПАВ подразделяются на анионные, катионные и амфолитные (амфотерные).

Анионные ПАВ диссоциируют в воде с образованием поверхностно-активного аниона. К ним относятся:

1. Карбоновые кислоты и их соли общей формулы R-COOM (где М-металл). Например, олеат натрия, он диссоциирует в воде с образованием поверхностно-активного аниона:

С ₁₇Н ₃₃СООNa ↔ С ₁₇Н ₃₃СОО^- + Na⁺ .

2. Алкилсульфаты ROSO₂OM.

3. Алкиларилсульфонаты RArSO₂OM.

4. Вещества, содержащие другие поверхностно-активные анионы: фосфа Катионные ПАВ диссоциируют в воде сообразованием поверхностно-активного катиона. Это соли первичных, вторичных и третичных алифатических и ароматических аминов или алкилпиридиниевых оснований, например бромид цетилтриметиламмония:

C₁₆ H ₃₃(CH₃)₃ NBr ↔ [C₁₆ H ₃₃(CH₃)₃ N]⁺ + Br^-.

Амфолитные ПАВ содержат две функциональные группы, одна из которых имеет кислый характер, а другая - основной, например карбоксильную и аминную группы. В зависимости от рН среды амфолитные ПАВ обладают анионактивными или катионактивными свойствами.

щёлочная кислая ₊

RNH(CH₂)nCOO^- ↔ RNH(CH₂)nCOOH ↔ RNH₂(CH₂)nCOOH

среда среда

анионные свойства катионные свойства

Неионогенные ПАВ (НПАВ) не диссоциируют в растворах на ионы. Их получают путём присоединения этиленоксида к спиртам, карбоновым кислотам, аминам, алкилфенолам и т.д. Например, оксиэтилированные алкилспирты марки ОС синтезируют по реакции:

ROH + n(H ₂COCH₂) → RO ( OC H₂ CH₂)nH. Вследствие взаимодействия эфирного атома кислорода с молекулами воды. Наряду с гидратносвязанной водой оксиэтиленовая цепь имеет достаточную длину и образует в растворе клубки.

Углеводородный радикал может содержать от 6 до 18 углеводородных атомов, а n -от нескольких единиц до ста. Наличие полиоксиэтиленовой цепи определяет их гидрофильные свойства.

Лекция 7

Образование и свойства растворов коллоидных поверхностно - активных веществ (ассоциативных коллоидов) –лиофильные коллоиды

Для таких систем предложено несколько названий. Одно из них, отражающее значение межфазной энергии на границе среды с мицелярной фазой, - лиофильные системы, Другое название – ассоциативные коллоиды, связано с равновесного образования фаз. Более старое название для этих систем - полуколлоиды (или семиколлоиды) подчёркивает их отличие от неравновесных лиофобных систем. Эти системы иногда называют мицеллярными растворами, подчёркивая, что в растворе ПАВ самопроизвольно образуют так называемые мицеллы, состоящие из агрегатов молекул ПАВ. Суть особых свойств таких коллоидов сводится к дифильности молекул поверхностно – активных веществ. Обычно свойства ПАВ характеризуются по отношению к воде, они зависят от их природы и строения.

Все дифильные ПАВ делятся на: истинно – растворимые и коллоидные.

К первой группе относится большой класс растворимых в воде дифильных органических соединений с небольшим углеводородным радикалом, например, фенолы, низшие спирты, кислоты и их соли, амины. Вещества этого типа находятся в растворе в молекулярно – дисперсионном состоянии, вплоть до концентраций, соответствующих их истинной растворимости и системы на две сплошные фазы.

Особый интерес представляет вторая группа – это коллоидные ПАВ. Главной особенностью этих веществ является их способность образовывать термодинамические устойчивые (лиофильные) гетерогенные системы (ассоциативные или мицеллярные коллоиды).

При малых концентрациях ПАВ они являются молекулярными (истинными) растворами. С повышением концентрации в растворах возникают мицеллы. Концентрация, при которой в растворе образуется большое количество лиофильных коллоидных мицелл, называется критической концентрацией мицеллообразования (ККМ). Система термодинамически равновесна, равновесие зависит от концентрации ПАВ и температуры.

С С