4.1 Поведение растворенных веществ на границе раствора с газом

По способности адсорбироваться на поверхности и по характеру взаимосвязи адсорбции и изменения поверхностного натяжения вещества делятся на три группы: положительно поверхностно-активные вещества (ПАВ), отрицательно поверхностно-активные или инактивные вещества (ПИАВ) и поверхностно-неактивные вещества (ПНВ). ПАВ - это вещества, состоящие из органического радикала и полярной группы, менее полярные, чем растворитель (вода) . Молекулы растворителя сильнее взаимодействуют между собой, чем с молекулами растворенного вещества. Взаимодействие > , поэтому молекулам растворителя энергетически выгодно находиться в собственном окружении, а молекулам растворенного вещества энергетически выгодно находиться не в объеме, т.е. в окружении молекул растворителя, а на поверхности. Молекулы растворителя как бы выталкивают молекулы ПАВ на поверхность. Особенно сильно это проявляется в водных растворах, вследствие высокой концентрации водородных связей в воде. Поэтому ПАВ обладают малой растворимостью. Они концентрируются на поверхности, адсорбируются, для них величина адсорбции положительна . Поскольку взаимодействие молекул ПАВ с молекулами растворителя слабее, чем молекул растворителя между собой, то поверхностное натяжение раствора уменьшается по сравнению с чистым растворителем . Изотерма поверхностного натяжения подобна перевернутой изотерме адсорбции (рис.4.1).

Рис. 4.1. Изотермы поверхностного натяжения ( ) и адсорбции (б).

Изотерма поверхностного натяжения выпукла к оси абсцисс, т. к. поверхностный слой обладает насыщаемостью.

На изотермах имеется три участка. На первом участке идет активная адсорбция. На втором участке идет дальнейшее заполнение адсорбционного слоя . На третьем участке поверхностный слой заполнен полностью .