กิจกรรมพื้นผิว สารลดแรงตึงผิวและสารไม่ลดแรงตึงผิว กฎดูโคลส-เทราเบ กฎ Duclos-Traube สูตรกฎ Duclos Traube

การดูดซับ – ปรากฏการณ์การสะสมตามธรรมชาติของสารหนึ่งบนพื้นผิวของอีกสารหนึ่ง สารที่ถูกดูดซับเรียกว่า ดูดซับ;สารบนพื้นผิวที่มีการดูดซับเกิดขึ้น - ตัวดูดซับ.

การดูดซับบนพื้นผิวของของเหลว

อนุภาคของสารที่ละลายในของเหลวสามารถดูดซับบนพื้นผิวของของเหลวได้ การดูดซับจะมาพร้อมกับกระบวนการละลาย ซึ่งส่งผลต่อการกระจายตัวของอนุภาคตัวถูกละลายระหว่างชั้นผิวของตัวทำละลายกับปริมาตรภายใน

การดูดซับบนพื้นผิวของของเหลวสามารถคำนวณได้โดยใช้สมการกิ๊บส์:

G คือค่าของการดูดซับจำเพาะ mol/m2;

C - ความเข้มข้นของฟันกราม, โมล/ลบ.ม.;

dσ คือการเปลี่ยนแปลงของแรงตึงผิวที่สอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงของความเข้มข้น ΔС;

กิจกรรมพื้นผิว

หากความเข้มข้นของสารเพิ่มขึ้น แรงตึงผิวจะลดลง Δ σ< 0, то его адсорбция Г считается положительной (Г >0) ซึ่งหมายความว่าความเข้มข้นของสารในชั้นผิวมากกว่าในสารละลายจำนวนมาก

หากความเข้มข้นของสารเพิ่มขึ้น หากแรงตึงผิวที่ส่วนต่อประสานเพิ่มขึ้น Δ σ > 0 การดูดซับจะถือเป็นลบ< 0, это означает, что концентрация вещества в объеме раствора больше, чем в поверхностном слое.

การดูดซับสารลดแรงตึงผิว

สารลดแรงตึงผิวเป็นสารที่มีลักษณะเป็นไดฟิลิกและมีส่วนที่เป็นขั้ว (ชอบน้ำ) และไม่มีขั้ว (ไม่ชอบน้ำ)

เช่น สบู่ C 17 H 35 COONa

สัญลักษณ์ที่ไม่มีขั้ว สัญลักษณ์ขั้วโลก

ชิ้นส่วนอะไหล่

สารลดแรงตึงผิวเป็นสารดูดซับเชิงบวก ได้แก่ ไขมัน กรดไขมัน คีโตน แอลกอฮอล์ โคเลสเตอรอล สบู่ และสารประกอบอินทรีย์อื่นๆ เมื่อสารดังกล่าวละลายในน้ำจะเกิดการดูดซับเชิงบวกพร้อมกับการสะสมของสารในชั้นผิว กระบวนการทำให้โมเลกุลของสารเหล่านี้ขึ้นมาสู่ผิวน้ำนั้นมีประโยชน์มากเพราะว่า ส่งผลให้แรงตึงผิวบริเวณส่วนต่อประสานลดลง รูปแบบการดูดซับสารลดแรงตึงผิว:

ความสามารถของสารในการลดแรงตึงผิวที่ส่วนต่อประสานเรียกว่ากิจกรรมพื้นผิว

กฎดูโคลส-เทราเบ

มูลค่าของกิจกรรมพื้นผิวของสารลดแรงตึงผิว - สมาชิกของซีรีย์ที่คล้ายคลึงกัน สารประกอบอินทรีย์ขึ้นอยู่กับความยาวของอนุมูลไฮโดรคาร์บอน: การทำให้สารลดแรงตึงผิวยาวขึ้นหนึ่งกลุ่ม - CH 2 - เพิ่มกิจกรรมพื้นผิวของสาร 3-3.5 เท่า

ให้เราพิจารณากฎ Duclos-Traube โดยใช้ตัวอย่างตัวแทนสี่คนของซีรีส์แอลกอฮอล์ที่คล้ายคลึงกัน

ไอโซเทอมของแรงตึงผิว:

การดูดซับ PIAV

ในส่วนที่เกี่ยวข้องกับน้ำขั้วโลก สารดังกล่าวคืออิเล็กโทรไลต์: กรดอนินทรีย์,เกลือ,อัลคาไล. การละลายของสารเหล่านี้จะเพิ่มแรงตึงผิว ดังนั้น PIAV จะถูกผลักออกจากชั้นผิวเข้าไปในตัวดูดซับ การดูดซับนี้เรียกว่าลบ ตัวอย่างเช่น: การละลายของ KS1 ในน้ำจะมาพร้อมกับการแยกตัวของเกลือตามด้วยการให้ความชุ่มชื้นของไอออนที่เกิดขึ้น

รูปแบบการดูดซับของ PIAV

อ่าน: โรคโลหิตจางที่พัฒนาเนื่องจากการสังเคราะห์ DNA ของโกลบินที่บกพร่องมักเป็น Macrocytic ที่มีภาวะไฮเปอร์โครมิกซึ่งมีการสร้างเม็ดเลือดชนิดเมกาโลบลาสติก การวิเคราะห์ส่วนเพิ่ม กฎสำหรับการเพิ่มผลกำไรในการวิเคราะห์ส่วนเพิ่ม ตามกฎแล้วอาการบวมน้ำที่ปอดจะพัฒนาอย่างรวดเร็ว ในเรื่องนี้มันเต็มไปด้วยภาวะขาดออกซิเจนเฉียบพลันทั่วไปและความผิดปกติที่สำคัญของ CBS การแข็งตัวของโซลด้วยอิเล็กโทรไลต์ เกณฑ์การแข็งตัว; การพึ่งพาความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์ในการจับตัวเป็นก้อนวิกฤตต่อประจุของไอออนในการจับตัวเป็นก้อน (กฎ Schulze-Hardy) กิจกรรมพื้นผิวของสาร ความหมายทางกายภาพของสาร กฎดูโคลส-เทราเบ การทดลอง. การกำหนดกิจกรรมของสารลดแรงตึงผิว

ตามที่ระบุไว้แล้ว โมเลกุลของสารลดแรงตึงผิว (สารลดแรงตึงผิว) ที่สามารถดูดซับที่ส่วนต่อประสานก๊าซของสารละลายจะต้องเป็นแอมฟิฟิลิก กล่าวคือ มีส่วนที่มีขั้วและไม่มีขั้ว

ส่วนขั้วของโมเลกุลของสารลดแรงตึงผิวสามารถเป็นกลุ่มที่มีโมเมนต์ไดโพลขนาดใหญ่เพียงพอ: -COOH, -OH, -NH2, -SH, -CN, -NO2 -СNS,

CHO, -SO 3 น.

ส่วนที่ไม่มีขั้วของโมเลกุลของสารลดแรงตึงผิวมักจะเป็นอนุมูลอะลิฟาติกหรืออะโรมาติก ความยาวของอนุมูลไฮโดรคาร์บอนส่งผลกระทบอย่างมากต่อกิจกรรมพื้นผิวของโมเลกุล

Duclos และ Traube ศึกษาแรงตึงผิวของสารละลายในน้ำของกรดไขมันอิ่มตัวที่คล้ายคลึงกัน พบว่ากิจกรรมพื้นผิวของสารเหล่านี้ที่ส่วนต่อประสานของสารละลายกับอากาศจะมีมากขึ้น อนุมูลของไฮโดรคาร์บอนก็จะยิ่งนานขึ้นเท่านั้น ยิ่งไปกว่านั้น เมื่ออนุมูลไฮโดรคาร์บอนถูกขยายให้ยาวขึ้นหนึ่ง - CH 2 - กลุ่ม กิจกรรมของพื้นผิวจะเพิ่มขึ้น 3-3.5 เท่า (โดยเฉลี่ย 3.2 เท่า) ตำแหน่งนี้จึงเป็นที่รู้จักในนาม กฎดูโคลส-เทราเบ .

อีกถ้อยคำเดือดลงไปดังนี้: เมื่อสายกรดไขมันเพิ่มขึ้น ความก้าวหน้าทางคณิตศาสตร์กิจกรรมพื้นผิวเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณ

อะไรคือเหตุผล (ความหมายทางกายภาพ) ของการพึ่งพาอาศัยกันนี้ ซึ่งก่อตั้งขึ้นครั้งแรกโดย Duclos แล้วจึงมากกว่านั้น มุมมองทั่วไป, ทรอเบ? โดยข้อเท็จจริงที่ว่าเมื่อความยาวของสายโซ่เพิ่มขึ้น ความสามารถในการละลายของกรดไขมันจะลดลง และด้วยเหตุนี้ แนวโน้มที่โมเลกุลของกรดไขมันจะเคลื่อนที่จากกรดไขมันกลุ่มหนึ่งไปยังชั้นผิวจะเพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่น กรดบิวริกสามารถผสมกับน้ำได้ทุกประการ กรดวาเลริกให้สารละลายเพียง 4% กรดไขมันอื่นๆ ทั้งหมดที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงกว่าจะละลายในน้ำได้ในระดับที่น้อยกว่า

ตามที่ได้กำหนดไว้ในภายหลัง กฎ Duclos-Traube ไม่เพียงแต่ถูกสังเกตสำหรับกรดไขมันเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสารลดแรงตึงผิวอื่นๆ ที่ก่อให้เกิดอนุกรมที่คล้ายคลึงกัน แอลกอฮอล์ เอมีน ฯลฯ Langmuir ให้เหตุผลตามทฤษฎี (ทางอุณหพลศาสตร์)

เมื่อนำสารลดแรงตึงผิวไปในน้ำ โซ่ไฮโดรคาร์บอนที่ไม่ให้ความชุ่มชื้นจะผลักโมเลกุลของน้ำออกจากกัน และรวมเข้ากับโครงสร้างของมัน สิ่งนี้จำเป็นต้องดำเนินการกับแรงของโมเลกุล เนื่องจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลของน้ำมีมากกว่าระหว่างโมเลกุลของน้ำกับโมเลกุลของสารลดแรงตึงผิวอย่างมีนัยสำคัญ กระบวนการย้อนกลับ - การปล่อยโมเลกุลของสารลดแรงตึงผิวลงบนพื้นผิวระหว่างเฟสพร้อมกับการวางแนวของโซ่ไฮโดรคาร์บอนในเฟสก๊าซที่ไม่มีขั้ว - เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติเมื่อพลังงานกิ๊บส์ของระบบลดลงและ "ได้รับ" ของงานการดูดซับ ยิ่งอนุมูลไฮโดรคาร์บอนยาวเท่าไร จำนวนที่มากขึ้นมันแยกโมเลกุลของน้ำออก และยิ่งมีแนวโน้มที่โมเลกุลของสารลดแรงตึงผิวจะเข้าถึงพื้นผิวมากขึ้นเท่านั้น กล่าวคือ ยิ่งมีการดูดซับและการดูดซับมากขึ้นเท่านั้น งานดูดซับเมื่อโซ่ยาวขึ้นด้วยลิงค์เดียว - CH 2 - เพิ่มขึ้นในปริมาณเท่ากันซึ่งส่งผลให้ค่าคงที่สมดุลการดูดซับเพิ่มขึ้น (ค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับ K) ในจำนวนเท่าเดิม (3.2 เท่าที่ 20 ° C ) . ซึ่งส่งผลให้กิจกรรมพื้นผิวเพิ่มขึ้นประมาณ 3.2 เท่า

ควรสังเกตว่าด้วยสูตรนี้ กฎ Duclos-Traube มีไว้เพื่อเท่านั้น สารละลายที่เป็นน้ำและสำหรับอุณหภูมิที่ใกล้เคียงกับอุณหภูมิห้อง

สำหรับสารละลายของสารลดแรงตึงผิวชนิดเดียวกันในตัวทำละลายไม่มีขั้ว กฎ Duclos-Traube จะกลับกัน: เมื่อความยาวของอนุมูลไฮโดรคาร์บอนเพิ่มขึ้น ความสามารถในการละลายของสารลดแรงตึงผิวจะเพิ่มขึ้น และมีแนวโน้มที่จะเคลื่อนที่จากชั้นผิวไปสู่สารละลาย

มากขึ้นอีกด้วย อุณหภูมิสูงปัจจัยเฉลี่ย 3.2 ลดลงโดยมีแนวโน้มที่จะเป็นเอกภาพในขีดจำกัด: เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น กิจกรรมพื้นผิวอันเป็นผลมาจากการดูดซับของโมเลกุลจะลดลง และความแตกต่างระหว่างกิจกรรมพื้นผิวของสมาชิกของซีรีส์ที่คล้ายคลึงกันจะถูกทำให้เรียบลง

สารอินทรีย์ที่มีความยาวของอนุมูลไฮโดรคาร์บอนอยู่ในโมเลกุล ตามกฎนี้เมื่อความยาวของอนุมูลไฮโดรคาร์บอนเพิ่มขึ้นหนึ่งกลุ่ม CH 2 กิจกรรมพื้นผิวของสารจะเพิ่มขึ้นโดยเฉลี่ย 3.2 เท่า

เขียนบทวิจารณ์เกี่ยวกับบทความ "กฎ Duclos-Traube"

หมายเหตุ

K:วิกิพีเดีย:บทความแยก (ประเภท: ไม่ระบุ)

ข้อความที่ตัดตอนมาจากกฎ Duclos-Traube

จากนั้นเขาก็ขึ้นไปที่เตียงหยิบกระเป๋าเงินออกมาจากใต้หมอนที่สะอาดแล้วสั่งให้นำไวน์มา
“ใช่ และให้เงินและจดหมายแก่คุณ” เขากล่าวเสริม
รอสตอฟหยิบจดหมายแล้วโยนเงินลงบนโซฟา วางมือทั้งสองข้างลงบนโต๊ะแล้วเริ่มอ่าน เขาอ่านสองสามบรรทัดแล้วมองเบิร์กด้วยความโกรธ เมื่อสบตากับเขา Rostov ก็ปิดหน้าด้วยจดหมาย
“อย่างไรก็ตาม พวกเขาส่งเงินให้คุณเป็นจำนวนพอสมควร” เบิร์กกล่าวขณะมองดูกระเป๋าสตางค์ใบหนักที่วางอยู่บนโซฟา “นั่นเป็นวิธีที่เราหาเงินเดือนได้นะเคาท์” ฉันจะเล่าเรื่องของตัวเองให้ฟัง...
“ แค่นั้นแหละ เบิร์กที่รักของฉัน” รอสตอฟกล่าว“ เมื่อคุณได้รับจดหมายจากที่บ้านและพบกับคนของคุณซึ่งคุณต้องการถามเกี่ยวกับทุกสิ่งและฉันจะอยู่ที่นี่ฉันจะไปตอนนี้เพื่อไม่ให้รบกวน คุณ." ฟังนะ โปรดไปที่ไหนสักแห่ง ที่ไหนสักแห่ง... ลงนรก! - เขาตะโกนและทันทีจับไหล่เขาแล้วมองหน้าเขาอย่างอ่อนโยนดูเหมือนจะพยายามทำให้คำพูดหยาบคายของเขาเบาลงเขาเสริม: - คุณรู้ไหมอย่าโกรธ ที่รักที่รักของฉันฉันพูดสิ่งนี้จากก้นบึ้งของหัวใจราวกับว่าเป็นเพื่อนเก่าของเรา
“โอ้ เพื่อเห็นแก่ความเมตตา ท่านเคาท์ ฉันเข้าใจมาก” เบิร์กพูด ยืนขึ้นและพูดกับตัวเองด้วยเสียงลำคอ
“ คุณไปหาเจ้าของ: พวกเขาโทรหาคุณ” บอริสกล่าวเสริม
เบิร์กสวมโค้ตโค้ตที่สะอาดโดยไม่มีคราบหรือจุดใด ๆ ขลิบขมับของเขาที่หน้ากระจกอย่างที่อเล็กซานเดอร์ พาฟโลวิชสวม และด้วยความมั่นใจเมื่อเหลือบมองของรอสตอฟว่ามีคนสังเกตเห็นโค้ตโค้ตของเขาแล้ว จึงออกจากห้องไปด้วยความยินดี รอยยิ้ม.
- โอ้ฉันช่างเดรัจฉานจริงๆ! - Rostov กล่าวขณะอ่านจดหมาย
- แล้วอะไรล่ะ?
- โอ้ ฉันเป็นหมูจริงๆ เลย ไม่เคยเขียนเลยและกลัวพวกมันมากขนาดนี้ “โอ้ ฉันเป็นหมูจริงๆ” เขาพูดซ้ำแล้วหน้าแดงทันที - เอาล่ะ ไปซื้อไวน์ให้กัฟริโลกันเถอะ! เอาล่ะ มาทำกัน! - เขาบอกว่า...
รวมถึงจดหมายจากญาติด้วย จดหมายแนะนำถึงเจ้าชาย Bagration ซึ่งตามคำแนะนำของ Anna Mikhailovna เคาน์เตสเฒ่าผ่านเพื่อนของเธอและส่งไปให้ลูกชายของเธอขอให้เขาถอดมันออกตามวัตถุประสงค์ที่ตั้งใจไว้และใช้มัน
- นี่เป็นเรื่องไร้สาระ! “ ฉันต้องการมันจริงๆ” รอสตอฟพูดพร้อมโยนจดหมายไว้ใต้โต๊ะ
- ทำไมคุณถึงทิ้งมันไป? – ถามบอริส
- จดหมายแนะนำบางประเภทมีจดหมายอะไรอยู่ในจดหมาย!
- มีอะไรอยู่ในจดหมาย? – บอริสพูดพร้อมหยิบขึ้นมาอ่านคำจารึก – จดหมายฉบับนี้มีความจำเป็นมากสำหรับคุณ
“ฉันไม่ต้องการอะไร และฉันจะไม่ไปเป็นผู้ช่วยใคร”
- ทำไม? – ถามบอริส
- ตำแหน่งลูกครึ่ง!

คุณสมบัติของโครงสร้างของชั้นผิวของเฟส

ระยะกลางที่มีชั้นโมเลกุลตั้งแต่หนึ่งชั้นขึ้นไป

ลักษณะเฉพาะ:

– ภายในปริมาตรของสารบริสุทธิ์ แรงอันตรกิริยาระหว่างโมเลกุลทั้งหมดจะมีความสมดุล

– ผลลัพธ์ของแรงทั้งหมดที่กระทำต่อโมเลกุลของพื้นผิวจะถูกส่งไปยังของเหลวโดยตรง

– ผลกระทบของพื้นผิวไม่มีนัยสำคัญหากความสัมพันธ์ระหว่างมวลกายกับพื้นผิวเป็นผลดีต่อมวลกาย

– ปรากฏการณ์พื้นผิวมีความสำคัญเมื่อสารอยู่ในสถานะบดอัดหรืออยู่ในรูปของชั้นบางๆ (ฟิล์ม)

1 ซม. 3 ลูกศร 10 -7, S = 6,000 m 2

ลูกศรเลือด 1 มม. เซลล์เม็ดเลือดแดง 4 - 5 ล้านเซลล์ ลูกศร 1 ลิตร > เซลล์ 30 มล., S = 1,000 ม. 2

S ถุงลม = 800 -1,000 m2; S เส้นเลือดฝอยในตับ = 600 m 2

พลังงานพื้นผิวกิ๊บส์

σ – แรงตึงผิว

การลดพลังงานกิ๊บส์:

โดยการลดพื้นที่ผิว(อนุภาคขยาย)

เนื่องจากแรงตึงผิว (การดูดซับ) ลดลง

403)แรงตึงผิว

งานที่ทำเพื่อสร้างหน่วยของพื้นผิว

หน่วยวัด J/m2

แรงที่กระทำต่อความยาวหนึ่งหน่วยของเส้นที่ล้อมรอบพื้นผิวของของเหลวและมุ่งไปในทิศทางที่ทำให้พื้นผิวนี้ลดลง

หน่วยวัด N/m2

การขึ้นอยู่กับแรงตึงผิวกับธรรมชาติของสาร อุณหภูมิ และความดัน

แรงตึงผิวของของเหลวจะลดลงตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น และจะกลายเป็นศูนย์เมื่อใกล้กับอุณหภูมิวิกฤต เมื่อความดันเพิ่มขึ้น แรงตึงผิวที่ส่วนต่อประสานระหว่างแก๊สกับของเหลวจะลดลง เมื่อความเข้มข้นของโมเลกุลในเฟสแก๊สเพิ่มขึ้นและแรงลดลง สารที่ละลายสามารถเพิ่ม ลด และมีอิทธิพลต่อความตึงของของเหลวในทางปฏิบัติ แรงตึงผิวที่ส่วนต่อประสานของเหลว-ของเหลวขึ้นอยู่กับลักษณะของหน้าสัมผัสเฟส ยิ่งความแข็งแรงของปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลระหว่างโมเลกุลที่แตกต่างกันน้อยลงเท่าไรก็ยิ่งมีมากขึ้นเท่านั้น

วิธีการวัดแรงตึงผิวของของเหลว

วิธีการแยกวงแหวนออกจากพื้นผิวของของเหลว

วิธีการนับจำนวนหยดของของเหลวทดสอบในปริมาตรหนึ่งที่ไหลจากเส้นเลือดฝอย (stalagmometric)

วิธีการหาความดันที่จำเป็นในการแยกฟองอากาศออกจากเส้นเลือดฝอยที่แช่อยู่ในของเหลว (วิธี Rehbinder)

วิธีการวัดความสูงของของเหลวที่เพิ่มขึ้นในเส้นเลือดฝอยซึ่งผนังเปียกได้ดี

การกระจายของตัวถูกละลายระหว่างชั้นผิวกับปริมาตรของเฟส

ตามทฤษฎี มีความเป็นไปได้ที่จะจินตนาการถึงการกระจายตัวของสารที่ละลายระหว่างชั้นผิวและปริมาตรของเฟสได้สามกรณี: 1) ความเข้มข้นของสารที่ละลายในชั้นผิวมากกว่าปริมาตรของเฟส 2) ความเข้มข้นของสารที่ละลายในชั้นผิวน้อยกว่าในปริมาตรของเฟส 3) ความเข้มข้นของสารที่ละลายในชั้นบนสุดจะเท่ากับปริมาตรของเฟส

การจำแนกประเภทของตัวถูกละลายตามผลกระทบต่อแรงตึงผิวของของเหลว (น้ำ)

การจำแนกประเภท 1) สารที่ละลายช่วยลดความตึงของสารละลาย แอลกอฮอล์สำหรับคุณ 2) ละลายเพิ่มระดับโซเดียมเล็กน้อย สารอนินทรีย์ เบส เกลือ 3) สารที่ละลายไม่เปลี่ยนแปลงเนื้อหาของแนท ซูโครส

สมการกิ๊บส์สำหรับแสดงลักษณะการดูดซับของสารที่ละลาย การวิเคราะห์สมการ

Г=-(C/RT)*(∆σ/∆C) G คือปริมาณการดูดซับบนพื้นผิวของสารละลาย ∆σ/∆C-กิจกรรมพื้นผิว ใน-va การวิเคราะห์: ∆σ/∆C=0, Г=0 นี่คือ NVG ∆σ/∆C>0, G<0-поверхностно инактивные в-ва. ∆σ/∆C<0, Г>0-สารลดแรงตึงผิว

โครงสร้างของโมเลกุลและคุณสมบัติของสารลดแรงตึงผิว

คุณสมบัติ: ละลายได้จำกัด

มีแรงตึงผิวต่ำกว่าของเหลว

เปลี่ยนคุณสมบัติพื้นผิวของของเหลวอย่างมาก

โครงสร้าง: Diphilic - ส่วนต่าง ๆ ของโมเลกุลมีลักษณะเฉพาะด้วยความสัมพันธ์ที่แตกต่างกันกับตัวทำละลาย

คุณสมบัติไม่ชอบน้ำ: อนุมูลไฮโดรคาร์บอน

คุณสมบัติที่ชอบน้ำ: OH, NH 2, SO 3 H

การจำแนกประเภทของสารลดแรงตึงผิว ตัวอย่าง

โมเลกุลหรือไม่มีประจุ - แอลกอฮอล์, น้ำดี, สารโปรตีน

อิออนประจุลบ - สบู่, กรดซัลโฟนิกและเกลือ, กรดคาร์บอกซิลิก

อิออนประจุบวก - เบสที่ประกอบด้วยไนโตรเจนอินทรีย์และเกลือของพวกมัน

อิทธิพลของธรรมชาติของสารลดแรงตึงผิวต่อกิจกรรมพื้นผิว กฎดูโคลส-เทราเบ

การต่อขยายของสายโซ่ด้วยอนุมูล – CH 2 – เพิ่มความสามารถของกรดไขมันในการดูดซับ 3.2 เท่า

ใช้ได้กับสารละลายเจือจางและอุณหภูมิใกล้กับอุณหภูมิห้องเท่านั้นเพราะว่า การดูดซับจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น

กิจกรรมพื้นผิวความสามารถของสารเมื่อถูกดูดซับที่ส่วนต่อประสานในการลดแรงตึงผิว (แรงตึงผิว) การดูดซับ ชสารและผลลัพธ์ของแรงตึงผิวที่ลดลงนั้นสัมพันธ์กับความเข้มข้น กับสารในเฟสที่สารถูกดูดซับลงบนพื้นผิวระหว่างเฟส โดยสมการกิ๊บส์ (1876) โดยที่ ร-ค่าคงที่ของแก๊ส ต-หน้าท้อง อุณหภูมิ (ดู การดูดซับ)อนุพันธ์ ทำหน้าที่เป็นตัววัดความสามารถของสารในการลดแรงตึงผิวที่ขอบเขตระหว่างเฟสที่กำหนดและเรียกอีกอย่างว่า กิจกรรมพื้นผิว กำหนดให้เป็น G (เพื่อเป็นเกียรติแก่ J. Gibbs) วัดเป็น J m/mol (Gibbs)

สารลดแรงตึงผิว (สารลดแรงตึงผิว)สารที่มีการดูดซับจากของเหลวที่จุดเชื่อมต่อกับอีกเฟสหนึ่ง (ของเหลว ของแข็ง หรือก๊าซ) ทำให้เกิดค่าเฉลี่ย การลดแรงตึงผิว (ดูกิจกรรมพื้นผิว) ในกรณีทั่วไปและสำคัญที่สุดจากมุมมองเชิงปฏิบัติ โมเลกุลดูดซับ (ไอออน) ของสารลดแรงตึงผิวมีโครงสร้างไดฟิลิก กล่าวคือ ประกอบด้วยหมู่ขั้วและอนุมูลไฮโดรคาร์บอนที่ไม่มีขั้ว (โมเลกุลไดฟิลิก) อนุมูลไฮโดรคาร์บอนซึ่งถูกไล่ออกจากตัวกลางมีขั้ว มีฤทธิ์ของพื้นผิวไปสู่เฟสที่ไม่มีขั้ว (ก๊าซ ของเหลวไฮโดรคาร์บอน พื้นผิวที่ไม่มีขั้วของของแข็ง) ในสารละลายที่เป็นน้ำของสารลดแรงตึงผิว ชั้นโมโนโมเลกุลที่มีการดูดซับที่มีอนุมูลไฮโดรคาร์บอนที่หันไปทางอากาศจะเกิดขึ้นที่ส่วนต่อประสานกับอากาศ เมื่ออิ่มตัว โมเลกุลของสารลดแรงตึงผิว (ไอออน) ซึ่งอัดแน่นอยู่ในชั้นผิวจะตั้งฉากกับพื้นผิว (การวางแนวปกติ)

ความเข้มข้นของสารลดแรงตึงผิวในชั้นดูดซับนั้นมีลำดับความสำคัญสูงกว่าปริมาตรของของเหลวหลายระดับ ดังนั้น แม้ว่าจะมีปริมาณเล็กน้อยในน้ำ (0.01-0.1% โดยน้ำหนัก) สารลดแรงตึงผิวก็สามารถลดแรงตึงผิวของน้ำที่ส่วนต่อประสานได้ ด้วยอากาศตั้งแต่ 72.8 10 -3 ถึง 25 10 -3 J/m 2 เช่น เกือบถึงแรงตึงผิวของของเหลวไฮโดรคาร์บอน ปรากฏการณ์ที่คล้ายกันเกิดขึ้นที่จุดเชื่อมต่อระหว่างสารละลายลดแรงตึงผิวที่เป็นน้ำและของเหลวไฮโดรคาร์บอน ซึ่งสร้างข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการก่อตัวของอิมัลชัน

ขึ้นอยู่กับสถานะของสารลดแรงตึงผิวในสารละลาย จะทำให้เกิดความแตกต่างระหว่างสารลดแรงตึงผิวแบบคอลลอยด์ที่ละลายน้ำได้อย่างแท้จริง (มีการกระจายตัวของโมเลกุล) และสารลดแรงตึงผิวคอลลอยด์ เงื่อนไขของการแบ่งส่วนนี้คือสารลดแรงตึงผิวชนิดเดียวกันสามารถอยู่ในทั้งสองกลุ่มได้ ขึ้นอยู่กับสภาวะและเคมี ธรรมชาติ (ขั้ว) ของตัวทำละลาย สารลดแรงตึงผิวทั้งสองกลุ่มถูกดูดซับที่ขอบเขตของเฟส กล่าวคือ สารเหล่านี้แสดงการทำงานของพื้นผิวในสารละลาย ในขณะที่สารลดแรงตึงผิวคอลลอยด์เท่านั้นที่แสดงคุณสมบัติจำนวนมากที่เกี่ยวข้องกับลักษณะของเฟสคอลลอยด์ (ไมเซลลาร์) สารลดแรงตึงผิวกลุ่มเหล่านี้มีค่าของปริมาณไร้มิติต่างกันซึ่งเรียกว่า ความสมดุลของไฮโดรฟิลิก-ไลโปฟิลิก (HLB) และถูกกำหนดโดยอัตราส่วน:

กฎดูโคลส-เทราเบ- ความสัมพันธ์ที่เชื่อมโยงกิจกรรมพื้นผิวของสารละลายในน้ำของสารอินทรีย์กับความยาวของอนุมูลไฮโดรคาร์บอนในโมเลกุล ตามกฎนี้เมื่อความยาวของอนุมูลไฮโดรคาร์บอนเพิ่มขึ้นหนึ่งกลุ่ม CH 2 กิจกรรมพื้นผิวของสารจะเพิ่มขึ้นโดยเฉลี่ย 3.2 เท่า ขึ้นอยู่กับโครงสร้างของโมเลกุลของสารลดแรงตึงผิว ส่วนหลังมักประกอบด้วยส่วนที่มีขั้ว (กลุ่มที่มีโมเมนต์ไดโพลขนาดใหญ่) และส่วนที่ไม่มีขั้ว (อนุมูลอะลิฟาติกหรืออะโรมาติก) ภายในชุดสารอินทรีย์ที่คล้ายคลึงกัน ความเข้มข้นที่จำเป็นในการลดแรงตึงผิวของสารละลายในน้ำให้อยู่ในระดับหนึ่งจะลดลง 3-3.5 เท่า โดยการเพิ่มขึ้นของอนุมูลคาร์บอนหนึ่งกลุ่ม -CH 2