2. Свойства пав.

1. ПАВ – это те вещества, молекула которых состоит из двух различных по природе частей, т.е. имеют дифильное строение: гидрофильная и органофильная части.

Это обусловливает адсорбцию молекул ПАВ на границе раздела, в соответствии с их частями.

масло

В

эмульсия типа

вода в масле (II тип)

Пример: стеариновая кислота CH₂COOH

г идроксил – СООН СН₂ – алкил

О

С – СН₂ – СН₂ – СН₂ – …

ОН

СООН углеводородный радикал

2. Адсорбция – способность молекул ПАВ увеличивать свою концентрацию на границе раздела, что способствует:

- снижению поверхностного натяжения (σ ↓);

- эмульгированию одной жидкости в другую;

- стабилизации эмульсионного раствора.

Твёрдые эмульгаторы – это те материалы, которые имеют «мозаичное» строение, позволяющее сконцентрироваться тонкодисперсному веществу на границе раздела М/В, образуя защитный слой – «броню».

защитный слой «броня»

М В

Жидкие же ПАВ концентрируют на границе раздела молекулы, образуя защитный молекулярный монослой.

защитный слой

В М

3. ГЛБ – гидрофильно-липофильный баланс, характеризующий наличие гидрофильных (положительных) и органофильных (липофильных – отрицательных) групп в составе дифильной молекулы ПАВ.

Г ЛБ=∑+ групп чисел+∑ - групп чисел + 7

Ведичина ГЛБ = 1 ÷ 40

Для определения ГЛБ используют метод растворимости ПАВ в воде:

Состояние ПАВ в ГЛБ

водном растворе

нерастворимый 1÷4

(сгусток)

слабая дисперсия 3÷6

молочная-дисперсия 10÷13

прозрачная дисперсия > 13

ПАВ имеющие ГЛБ=3-6 применяют для эмульсионных растворов типа В/М, а с ГЛБ=13-15 – для типа М/В.

4. Солюбилизация – коллойдное растворение ПАВ в воде.

масло, которое проникает внутрь мицелл

взаимодействуя с органофильной частью молекул ПАВ, образующих мицеллу.

Признаком солюбилизации или хорошего растворения ПАВ является прозрачность раствора.

5. Классификация ПАВ по химическому состоянию

1. Ионогенные – ПАВ, молекулы которых, попадая в водный раствор, диссоциируют с образованием заряженных частиц.

а) Анионактивные:

- + RSO₃ – сульфонат

RSO₄ – сульфонол

RCOO Me(металл)

RCOOMe – соли жирных кислот

С₁₅H₃₁COONa – стеарат Na для I-го типа эмульсионных растворов

C₁₇H₃₄COONa – пальмитат Na (масло в воде)

RCOOCa – для II-го типа (вода в масле)

б) Катионные ПАВ – насыщение раствора этими ПАВ приводит к коагуляции глинистых частиц, т.к. они образуют крупный органо-катион при диссоциации. Такие ПАВ являются токсичными. Применяют в нефтедобычею

Ме

+ -

2. Неионогенные ПАВ – не являются носителями зарядов и в воде не диссоциируют. Такие ПАВ представлены:

RCOOH – жирнми кислотами;

ROH – спиртами;

ОП – 4, ОП – 7, ОП – 10 – это образователи пены (полиоксиэтилированные полиалкилфенолы). Для них характерно:

- свойства от рН-среды не зависят

- можно целенаправленно изменять величину ГЛБ: применять их для получения эмульсионных растворов типа М/В (ГЛБ=8-18) или В/М (ГЛБ=3-6).

- действие не зависит от минерализации среды.

6. Влияние концентрации ПАВ на величину поверхностного натяжения водного раствора ПАВ.

Существует определенная концентрация ПАВ, превышение которой сопровождается увеличением поверхностного натяжения. Эта концентрация называется критической концентрацией мицеллообразования – С_ккм.

При увеличении концентрации ПАВ выше С_ккм дифильные молекулы ПАВ образуют пластинчатой формы мицеллярные агрегаты, которые присоединяют молекулы ПАВ, не давая возможности им концентрироваться на границе раздела. Поэтому поверхностное натяжение возрастает.

σ

Сккм с, %

Рис.49. Зависимость поверхностного натяжения (σ) от концентрации ПАВ (С).

ККМ – концентрация критического мицеллообразования