Cтраница 1
Барч ( 1926 г.), изучая устойчивость пен растворов низкомолекулярных спиртов и жирных кислот в воде, показал, что максимуму устойчивости пены отвечает определенная концентрация пенообразователя. Концентрация, при которой наблюдается максимум устойчивости пены, как правило, снижается в гомологическом ряду с увеличением числа углеродных атомов. В отличие от низкомолекулярных спиртов и органических кислот другая группа пенообразователей, к которой относятся мыла, сапонины ( гликозиды, выделяемые из растений) и белки, способствует образованию пен в водных растворах, устойчивость которых непрерывно повышается с ростом концентрации. [1]
Применив первый из рассмотренных выше методов, Барч ( 1924 г.) провел систематическое исследование влияния природы и концентрации пенообразователя на устойчивость пен. Он установил, что существует два сильно различающихся типа пен: неустойчивые пены, живущие от нескольких секунд до 20 с, которые образуются в присутствии низкомолекулярных пенообразователей ( низших жирных спиртов и кислот), и устойчивые пены, стабилизированные детергентами ( поверхностно-активными веществами типа мыл), время жизни которых измеряется десятками минут и часами. В табл. 10 даны максимальные значения т и соответствующие им оптимальные концентрации Сопт для ряда низкомолекулярных поверхностно-активных веществ. Барч изучил также влияние концентрации электролитов на величину т и установил, что оно незначительно. [2]
Барч, исследуя устойчивость пен растворов низкомолекулярных спиртов и жирных кислот в воде, показал, что максимуму устойчивости пены отвечает определенная концентрация пенообразователя. Концентрация, при которой наблюдается максимум устойчивости пены, как правило, снижается с увеличением числа углеродных атомов в гомологическом ряду. В отличие от низкомолекулярных спиртов и органических кислот другая группа пенообразователей, к которой относятся мыла, сапонины ( гликозиды, выделяемые из растений) и белки, способствует образованию пен в водных растворах, устойчивость которых непрерывно повышается с ростом концентрации. [3]
Значительное чис о исследований было посвящено сопоставлению свойств различных подвергнутых очистке технических поверхностно-активных продуктов. Так, Барч - один из первых исследователей в вопросах разработки технологии производства высших алкилсуль-фатов - показал, что этерификация карбоксильной группы уветичи-гает поверхностную активность сульфоэтерифицированных рицин-олеатов. Имеющиеся в литературе многочисленные данные по поверхностному натяжению свыше ста технических препаратов поверхностноактивных веществ на разных границах раздела были собраны в работе Кеплза [ и J, и хотя автор не сделал попытки связать свойства этих веществ с их молекулярным строением, эти данные являются ценным исходным материалом для такого исследования. [4]
В основе субмикрометода определения железа в сыворотке, предложенного Барчем, Лоури, Бесси и Берсоном [12], лежит колориметрическая реакция образования соли тиоцианата трехвалентного железа. Следует указать, что Барч и другие принимали соответствующие меры предосторожности против влияния некоторых из этих факторов, экстрагируя тиоцианат железа изоамиловым спиртом, содержащим перекись водорода, что препятствует восстановлению ионов трехвалентного железа тио-цианатом. [5]
В случае низших гомологов жирных кислот и спиртов, для которых применимо уравнение Шишковского, при / г10 - 6 см вторым слагаемым в подкоренном выражении можно пренебречь, и тогда максимум Е должен находиться при концентрациях, близких к В. С другой стороны, данные Барча ( табл. 10) свидетельствуют о том, что нестабильные пены обладают максимальной устойчивостью при концентрациях поверхностно-активного компонента порядка В. Поэтому в данном случае эластичность, вероятно, будет стабилизирующим фактором. [6]
Необходимость тонкого слоя перегоняемой жидкости и обновления поверхности жидкости была рассмотрена уже первыми исследователями в этой области. Так, первые экспериментальные испарительные приборы Барча [ 3J были так сконструированы, что испаритель состоял из мелких тарелок, в которых отношение поверхности к толщине слоя было большим. Первое усовершенствование, увеличивающее турбулентность течения тонкого слоя перегоняемой жидкости, было осуществлено Барчем [12] в его промышленных приборах каскадных лотках. В этих приборах перегоняемую жидкость заставляли протекать определенным путем через ряд лотков, расположенных один под другим, а дестиллят собирался на холодных пластинах, которые были расположены между лотками. [7]
Кроме вида и концентрации пенообразователя, на устойчивость пен влияют также температура ( исследования этого фактора очень немногочисленны), электролиты и вязкость раствора. Два последних фактора не играют большой роли. Так, Барч установил, что прибавление электролитов уменьшает продолжительность жизни пей, стабилизованных низкомономолекулярными пенообразователями, однако пены не теряют полностью своей стабильности. [8]
Чтобы проанализировать связь структуры ПАВ с их пенообразу-ющими свойствами, необходимо рассмотреть механизм стабилизирующего действия ПАВ. В литературе по ряду принципиальных вопросов механизма ценообразования не существует единого мнения. Так, Барч [55], Зонтаг [10], Венстрем и Ребиндер [56] указывают, что максимальная устойчивость пен наблюдается при концентрациях ПАВ более низких, чем те, при которых достигаются насыщенные адсорбционные слои. Шелудко и Эксерова [12, 57] предположили, что только при насыщенном адсорбционном слое наблюдается высокая устойчивость пен, при этом на поверхности пленок появляются черные пятна. Такой вывод сделан при сравнении зависимостей жизни пены, изменения поверхностного натяжения и потенциала диффузного электрического слоя с концентрацией, при которой образуются черные пятна. [9]
Применив первый из рассмотренных выше методов, Барч ( 1924 г.) провел систематическое исследование влияния природы и концентрации пенообразователя на устойчивость пен. Он установил, что существует два сильно различающихся типа пен: неустойчивые пены, живущие от нескольких секунд до 20 с, которые образуются в присутствии низкомолекулярных пенообразователей ( низших жирных спиртов и кислот), и устойчивые пены, стабилизированные детергентами ( поверхностно-активными веществами типа мыл), время жизни которых измеряется десятками минут и часами. В табл. 10 даны максимальные значения т и соответствующие им оптимальные концентрации Сопт для ряда низкомолекулярных поверхностно-активных веществ. Барч изучил также влияние концентрации электролитов на величину т и установил, что оно незначительно. [10]
При растяжении поверхности концентрация поверхностно-активного вещества в пленке падает и соответственно возрастает поверхностное натяжение, препятствующее разрыву пленки. Для чистых жидкостей Е, по определению, равно нулю, и поэтому они не дают устойчивых пен. В то же время, как показывает уравнение ( ХП-9), величина Е может быть большой, только если и Г, и d fdniz достаточно велики. Фактически это означает, что концентрация поверхностно-активного вещества должна быть велика, но не слишком. Этот вывод подтверждают данные Барча [81], показавшего, что концентрации жирной кислоты и спирта, соответствующие максимуму устойчивости пен, заметно ниже той концентрации, которой отвечает минимум-поверхностного натяжения. [11]