Теория мономолекулярного слоя

Мономолекулярный слой (монослой), слой в-ва толщиной в одну молекулу на пов-сти раздела фаз. С ростом концентрации (или давления пара) адсорбируемого в-ва мономолекулярный слой может переходить в полимолекулярный поверхностный слой.

Емкостью мономолекулярного слоя назыется предельное заполнение молекулами адсорбир. в-ва пов-сти адсорбента.

На твердых поверхностях мономолекулярный слой образуется вследствие адсорбции ПАВ из разбавленных растворов, закрепляясь на активных участках поверхности (на пиках, выступах, ребрах, трещинах и т.д.), где силы молекклярного взаимодействия наименее скомпенсированы. На поверхности раздела фаз ПАВ находится либо в виде отдельных молекул, либо в виде мицелл, либо в виде крупных агрегатов. ПАВ

В большинстве случаев, свойства поверхности раздела фаз определяются строением адсорбционного слоя адсорбированных молекул. Молекулы на поверхности раздела фаз образуют мономолекулярный слой, который в зависимости от концентрации в нем молекул ПАВ проявляет свойства двумерного газа, двумерной жидкости или двумерного твердого тела.

В процессе адсорбции происходит не только накопление вещества в поверхностном слое, но и ориентация молекул ПАВ - полярная часть направлена в полярную среду, а неполярная - в неполярную.

Схема строения адсорбционного слоя приведена на рисунке 10.

	а - разреженный (двумерный газ), б- насыщенный слой (частокол Ленгмюра).
Рисунок 10 - Мономолекулярный слой ПАВ на поверхности твердого тела

В процессе адсорбции происходит не только накопление вещества в поверхностном слое, но и ориентация молекул – полярная часть направлена в полярную среду, а неполярная в неполярную.

Ленгмюр выдвинул и математически обосновал идею об особом строении адсорбционных слоев. Он рассматривал ненасыщенный слой как двухмерный газ. По мере того как концентрация ПАВ увеличивается, происходит процесс, аналогичный конденсации двухмерного газа – молекулы образуют двухмерную пленку, которую Ленгмюр рассматривал как двухмерную жидкость. Если концентрация ПАВ в растворе неограниченно возрастает, то наступает момент предельного насыщения адсорбционного слоя, который приобретает вид частокола, так как предполагается, что слой имеет толщину, соответствующую длине адсорбированной молекулы. При этом адсорбция достигает предела. Эта теория была названа теорией мономолекулярного слоя, или монослоя.