с

может быть сколь угодно велика, т. е. поверхностное натяжение ст может очень круто падать с ростом концентрации с в растворе, что особенно характерно для малорастворимых ПАВ.

Наоборот, неорганические электролиты при растворении в воде лишь очень слабо повышают ее поверхностное натяжение (рис. И-З, прямая 2). В соответствии с уравнением Гиббса это означает, что адсорбция электролитов отрицательна — поверхностный слой раствора обеднен растворенным веществом по сравнению с объемом (с(5) < с). Такое обеднение поверхностного слоя при растворении электролита в воде вполне понятно: ионы гидратируются, и им невыгодно подходить к поверхности ближе, чем на толщину гидратной оболочки (выход иона непосредственно в поверхностный слой термодинамически невыгоден вследствие затраты энергии на дегидратацию иона).

В предельном случае поверхностный слой раствора может вообще не содержать ионов, тогда отношение (с*5) — с)/с, входящее в выражение (И.6), окажется равным —1. В этом предельном случае рост поверхностного натяжения с концентрацией раствора определяется условием do/dc = 8RT9 где 5 — толщина гидратных слоев вокруг ионов. Поскольку толщина гидратной «шубы» вокруг ионов близка к размеру молекул воды и не превышает долей нанометра, максимальное значение тангенса угла наклона зависимости поверхностного натяжения от концентрации раствора электролита в воде при комнатной температуре составляет 8,3 Дж • моль"1 • К"1 • 300 К • 4 • 10~10 м « » 10~6 Дж • м/мольили 1 мДж • м"2/(кмоль • м~3); этому соответствует повышение поверхностного натяжения всего на 1 мДж/м2 для одно-молярного раствора. Такое повышение очень мало по сравнению с собственным поверхностным натяжением воды (72,75 мДж/м2 при комнатной температуре). Вещества, повышающие поверхностное натяжение растворителя, получили название поверхностно-инактивных веществ. Возможны также случаи, когда растворенное вещество не приводит к измеримому изменению поверхностного натяжения растворителя; примером может служить водный раствор сахара.

Как подчеркивал Ребиндер в своей работе «Вода как поверхностно-активное вещество», обеднение поверхностного слоя раствора молекулами растворенного вещества сопровождается обогащением его молекулами растворителя, т. е. отрицательная адсорбция растворенного вещества эквивалентна положительной адсорбции растворителя. При этом растворитель может рассматриваться как поверхно-

Copyright © 2007-2012 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию