Адсорбция неионных ПАВ на гидрофобных поверхностях

В случае неионных ПАВ адсорбция, кроме того, зависит от свойств растворов, т.е. от КПУ. На рис. 22, а приведены изотермы адсорбции на двух латексах (полистирольном и полиметилметакрилатном) для трех неионных ПАВ - нонилфенолов с 10, 20 и 50 оксиэтиленовыми группами.

Рисунок 22. а - Изотермы адсорбции NP-E_n на полистирольном латексе (сплошные линии) и на полиметилметакрилатном латексе (штриховые линии); б - упрощенная модель адсорбции НПАВ на частицах латексов (углеводородные цепи молекул НПАВ находятся в контакте с поверхностью, а полиоксиэтиленовые группы направлены в водную фазу)

Прежде всего, можно отметить значительную разницу в адсорбции трех НПАВ, причем в наибольшей степени адсорбируется ПАВ с самой короткой полиоксиэтиленовой цепью. Далее отметим совсем небольшую разницу в адсорбции НПАВ на двух латексных поверхностях: на более полярной поверхности полиметилметакрилата адсорбция несколько меньше. Повышенная адсорбция НПАВ с более короткими полиоксиэтиленовыми цепями согласуется с представлениями о том, что КПУ увеличивается, по мере того как полиоксиэтиленовые цепи становятся короче. При увеличении КПУ молекулы ПАВ плотнее упаковываются на поверхности. Адсорбция достигает плато при концентрации ПАВ в растворе, слегка превышающей ККМ. Небольшие стрелки на рис. 22 показывают ККМ НПАВ.

Из рис. 22 можно сделать следующие выводы. Свободная энергия Гиббса адсорбции неионных ПАВ типа NP-E_n зависит от длины полиоксиэтиленовой цепи. Таким образом, в смеси НПАВ должен проявляться хроматографический эффект: НПАВ с короткими полиоксиэтиленовыми цепями преимущественно адсорбируются на гидрофобных поверхностях. Поэтому при использовании партии техническою ПАВ молекулы с длинными оксиэтиленовыми цепями остаются в растворе, а гомологи с короткими цепями находятся на поверхностях, имеющихся в системе.

Из модели адсорбции, приведенной на рис. 22, б можно прийти к неверному выводу о том, что свободная энергия адсорбции не зависит от длины полиоксиэтиленовых цепей НПАВ, поскольку она определяется только контактами между углеводородными частями молекулы ПАВ и поверхностью. Но свободная энергия Гиббса адсорбции уменьшается при возрастании длины полиоксиэтиленовой цепи. Это объясняется увеличением размера молекул ПАВ с ростом длины.