Поверхностная активность (g) как характеристика поведения вещества при адсорбции

Физико-химия поверхностных явлений и дисперсных систем в функционировании живых систем. Поверхностные явления. Адсорбция.

Природа поверхностной энергии. Поверхностное натяжение. Физический смысл поверхностного натяжения. Энергетическое и силовое выражение поверхностного натяжения. Зависимость поверхностного натяжения от температуры.

Для того чтобы оставаться на поверхности молекулы жидкости должны преодолеть силы межмолекулярного сцепления. Молекулы обладающие достаточной энергией будут оставаться на поверхности. Избыток энергии сосредоточенный в молекулах, находящихся на поверхности, называется избыточной поверхностной энергией Гиббса.

/// dG = σdS где dS –бесконечно малое изменение площади поверхности; σ – коэффициент поверхностного натяжения

Из приведѐнного выражения следует (при постоянстве числа молей компонентов n):

σ = T p n

Таким образом, поверхностное натяжение можно представить как частную производную от величины энергии Гиббса по величине межфазной поверхности при р = const и Т=const и постоянных числах молей компонентов.

Поверхностное натяжение – это удельная свободная поверхностная энергия, т.е. свободная поверхностная энергия, приходящаяся на единицу межфазной поверхности.

Физический смысл поверхностного натяжения может иметь энергетическое и силовое выражения.

Согласно энергетическому выражению, поверхностное натяжение σ есть поверхностная энергия Гиббса единицы поверхности (т.е. удельная поверхностная энергия Гиббса). В таком случае σ равно работе, затраченной на образование единицы поверхности. Энергетической единицей σ является Дж/м2.

Силовое определение поверхностного натяжения формулируется так: σ – это сила, действующая на поверхности по касательной к ней и стремящаяся сократить свободную поверхность тела до наименьших возможных пределов при данном объѐме. В этом случае единицей измерения σ является Н/м. (((Для понятности))) Энергетическое и силовое выражения эквивалентны, и численная величина совпадает в обеих размерностях. Так, для воды при 298 К σ = 71,96∙10-3 Дж/м2 = 71,96∙10-3 Н/м.

С увеличением температуры поверхностное натяжение уменьшается.

Поверхностная активность (g) как характеристика поведения вещества при адсорбции.

Поверхностная активность – способность вещества понижать поверхностное натяжение на границе раздела фаз при адсорбции.

Мерой способности растворѐнного вещества к понижению поверхностного натяжения раствора является величина производной поверхностного натяжения по концентрации

Единица измерения поверхностной активности названа в честь Дж. Гиббса: 1 гиббс = 10-6 Дж ∙ м / моль.

Поверхностная активность веществ одного и того же гомологического ряда возрастает в 3- 3.5 раза при увеличении углеводородной цепи на одну метиленовую группу (- СН2 -) – (Правило Дюкло-Таубе)