Поверхнево-активні речовини. Адсорбція

Розчинення в рідині різних добавок призводить до зміни поверхневого натягу. Це особливо відчутно в тих випадках, коли сили взаємодії між молекулами розчиненої речовини і розчинника суттєво відрізняються від сил взаємодії між молекулами розчинника. Якщо останні більші від попередніх, то молекули розчиненої речовини, слабко взаємодіючи з молекулами розчинника, „виштовхуються” останніми в поверхневий шар. Концентрація молекул розчиненої речовини в поверхневому шарі буде більше від їх концентрації в об'ємі розчину.

Речовини, що накопичуються в поверхневому шарі у разі розчинення їх у рідині, називають поверхнево-активними речовинами, а явище підвищеної концентрації молекул цих речовин в поверхневому шарі розчинника – адсорбцією. Адсорбція молекул газу або рідини може відбуватись також і на поверхні твердого тіла у разі його контакту з газом чи рідиною (наприклад, на поверхні активованого вугілля). Поверхнево-активними речовинами відносно води є різні неорганічні речовини, жирні кислоти, їх солі, спирти, ефіри та ін. Поверхнево-активні речовини майже повністю концентруються в поверхневому шарі розчинника, спричиняючи зменшення поверхневого натягу речовини та збільшення її в’язкості. Збільшення в'язкості викликає збільшення міцності плівки. Цим пояснюється стійкість мильної піни.

Якщо сили взаємодії між молекулами розчиненої речовини і розчинника більші сил взаємодії між молекулами розчинника (наприклад, розчин цукру у воді), то спостерігається зворотне явище – концентрація молекул розчиненої речовини в поверхневому шарі виявляється меншою, ніж у самому об’ємі розчину. Це явище називають негативною адсорбцією.

Поверхнево-активні речовини широко використовуються в техніці різання металів, буріння гірських порід, флотаційних процесів тощо. Накопичуючись на поверхні металу чи гірської породи, молекули поверхнево-активних речовин проникають всередину мікротріщин, сприяючи їх подальшому поширенню в глиб тіла. Тому руйнування твердого тіла за наявності адсорбції відбувається за умови докладання менших зовнішніх зусиль.