Поверхностно-инактивные вещества и Поверхностноактивные вещества Шерышев Олег 2213

Поверхностно-инактивные вещества и Поверхностноактивные вещества Шерышев Олег 2213 ФМФ

Поверхностно-активные вещества(ПАВ, сурфактанты, детергенты) Это вещества, которые адсорбируются на поверхности раздела фаз: жидкость(вода) – воздух(газ), жидкость(вода) – жидкость(масло), жидкость – твердая поверхность и снижают междуфазную свободную поверхностную энергию(поверхностное натяжение). l ПАВ разделяют на анионные, катионные, неионные, амфолиты. Пример таких сурфакантов – соли жирных кислот, амины и их производные, спирты, белки, эфиры. l

Поверхностно-инактивные вещества(ПИВ, ПИАВ) l Они стремятся уйти с поверхности в объем жидкости. Это явление называется отрицательной адсорбцией. l Они обладают хорошей растворимостью в воде и более высоким поверхностным натяжением. l К поверхностно-инактивным веществам относятся все неорганические электролиты – кислоты, щелочи, соли.

Поверхностная активность l Это способность ПАВ уменьшать поверхностное натяжение на поверхности радела двух тел, что обусловленное адсорбцией.

Ориентация молекул ПАВ на поверхности жидкости с увеличением концентрации

Правило Дюкло и Траубе l В результате исследований зависимости поверхностного натяжения от концентрации водных растворов органических веществ Дюкло и Траубе сформулировали такое правило: l Поверхностная активность ПАВов в водных растворов одинаковой концентрации увеличивается в 3 -3, 5 раза с увеличением длинны углеводородного радикала на одну –СН 2 группу.

Изотермы поверхностного натяжения для раствора ПАВ с разной длинной радикала

Изотермы поверхностного натяжения

Ориентация молекул ПАВ на поверхности адсорбента

Анализ уравнения Гиббса l В уравнении Гиббса влияние природы вещества на адсорбцию отражается производной. Эта производная определяет и знак гиббсовской адсорбции, и может служить характеристикой вещества при адсорбции. Чтобы исключить влияние концентрации на производную берут ее предельные значения. Эту величину Ребиндер назвал поверхностной активностью. l g = [Дж×м/моль] = [Н×м 2/моль]; [эрг см/моль] = [Гиббс].

Поверхностная активность в уравнении Гиббса l ϭ 2< ϭ 1, тогда <0 и Г>0: g>0 - с увеличением концентрации поверхностное натяжение на границе раздела фаз убывает и вещество поверхностно-активно. l ϭ 2< ϭ 1, то g<0: Г <0 - вещество поверхностно-инактивно. l g = 0, Г = 0 - адсорбции нет, т. е. вещество индифферентно.

Влияние ПАВов на водоемы Содержание ПАВ, мг/дм 3 Реальное Бытовые стоки 20 -30 Промышленные 50 -2000 стоки Разрешенное Сан. Пи. Н Питьевая вода 0, 5 Сброс сточных вод 1, 0

Методы очистки воды от ПАВов l l l l Разрушение окислителями Термическая деструкция Биохимическая очистка Пенная сепарация Обратный осмос Ультрафильтрация Ионный обмен l l l Осаждение Флотация Магнитная обработка Коагуляция, электрокоагуляция Адсорбция