Боковое притяжение
Cтраница 1
Боковое притяжение между длинными цепями молекул оказывает большое влияние на структуру пленок. Это видно из зависимости температуры растяжения от длины цепи: одинаковое удлинение цепи вызывает всегда одинаковое повышение температуры растяжения, не зависящее от природы головной группы. Головные группы также существенно влияют на боковое притяжение между молекулами как в конденсированном, так и в растянутом состоянии. В послед1 ем случае большое остаточное сродство или притяжение между головными группами способствует, как мы видели, образованию жидко-растянутой пленки, в то время как при слабом притяжении между головными группами получаются парообразно-растянутые или даже газообразные пленки. [1]
Возможно также боковое притяжение диполей ( рис. 7.4 в); это расположение будет наиболее устойчивым, если молекулы не слишком объемистые. Можно показать, что энергии, отвечающие обоим вариантам взаимного расположения ди-польных молекул, одинаковы, если один диаметр эллипса ( в условном изображении диполя) в 1 12 раза больше другого. Притяжение диполь-диполь может осуществляться только тогда, когда энергия притяжения превышает тепловую энергию молекул ( RT 2 5 кДж / моль при комнатной температуре); обычно это имеет место в твердых и жидких веществах. При - повышении температуры, а также в газовой фазе начинает преобладать энергия теплового движения, и взаимодействия диполь-диполь не происходит. [2]
Во всяком случае, ориентация должна быть такова, что трудно представить более или менее значительное взаимное боковое притяжение молекул эфира в поверхностном слое. Действительно, эти эфи-ры дают характерные газовые пленки, которые остаются неконденсированными при относительно высоких давлениях. [3]
Об этом свидетельствует меньшее начальное снижение кривой qst - 0 и последующее увеличение, приводящее к более резко выраженному максимуму при 6 - 1, которое обусловлено боковым притяжением адсорбированных молекул. Одновременно с этим изотерма изменяет свою форму, переходя от типа II по классификации БЭТ к ступенчатой изотерме, которую можно ожидать для однородной поверхности; при этом первая ступенька вблизи 61 соответствует началу образования второго слоя с более низкой теплотой адсорбции. По-видимому, такие изменения связаны с переходом преимущественно к гексагональным плоскостям графита с шероховатостями молекулярного порядка. [4]
 |
Изотермы II типа с резким ( / и плавным ( 2 изгибом. [5] |
В реальных системах следует ожидать усложнения этого явления. В то же время боковое притяжение между адсорбированными молекулами ( которое не учитывается в модели БЭТ) приводит к увеличению q, если в приближается к единице и среднее расстояние между адсорбированными молекулами становится малым. [6]
Хорошо известно, что наличие в монослое электрического заряда оказывает большое влияние на поведение пленки. Если пленка жирной кислоты растекается на щелочной подложке, она заметно расширяется, что указывает на значительное уменьшение бокового притяжения между молекулами. Ионизированные пленки более растворимы, и их поверхностное давление, поверхностный потенциал и поверхностная вязкость зависят от рН и содержания солей в подложке, которые определяют степень ионизации и структуру диффузного слоя в объемной фазе. Влияние ионизации монослоя было впервые изучено Адамом [65] и, позже, рядом других исследователей. [7]
Боковое притяжение между длинными цепями молекул оказывает большое влияние на структуру пленок. Это видно из зависимости температуры растяжения от длины цепи: одинаковое удлинение цепи вызывает всегда одинаковое повышение температуры растяжения, не зависящее от природы головной группы. Головные группы также существенно влияют на боковое притяжение между молекулами как в конденсированном, так и в растянутом состоянии. В послед1 ем случае большое остаточное сродство или притяжение между головными группами способствует, как мы видели, образованию жидко-растянутой пленки, в то время как при слабом притяжении между головными группами получаются парообразно-растянутые или даже газообразные пленки. [8]
 |
Схематическое изображение ориентированного на поверхности металла слоя молекул.| Влияние числа молекулярных слоев на трение парафина по. [9] |
Особенно высокую адсорбционную способность по отношению к металлам имеют молекулы жирных кислот с длинными це-нями. Их молекулы располагаются параллельно между собой и по нормали к поверхностям металлов, присоединяясь к ним карбоксильной группой. Хвостами же с метильной группой на конце ( СНз) они обращены внутрь. При наличии такого ориентированного положения и в результате бокового притяжения молекул между собой образуется устойчивая граничная пленка; длинный и гибкий ворс обеспечивает легкое скольжение и тем самым значительное снижение трения. [10]
 |
Схематическое изображение ориентированного на поверхности металла слоя молекул.| Влияние числа молекулярных слоев на трение парафина по. [11] |
Особенно высокую адсорбционную способность по отношению к металлам имеют молекулы жирных кислот с длинными цепями. Их молекулы располагаются параллельно между собой и по нормали к поверхностям металлов, присоединяясь к ним карбоксильной группой. Хвостами же с метильной группой на конце ( СНз) они обращены внутрь. При наличии такого ориентированного положения и в результате бокового притяжения молекул между собой образуется устойчивая граничная пленка; длинный и гибкий ворс обеспечивает легкое скольжение и тем самым значительное снижение трения. [12]
 |
Схематическое изображение ориентированного на поверхности металла слоя молекул.| Влияние числа молекулярных слоев на трение парафина по. [13] |
Особенно высокую адсорбционную способность по отношению к металлам имеют молекулы жирных кислот с длинными цепями. Их молекулы располагаются параллельно между собой и по нормали к поверхностям металлов, присоединяясь к ним карбоксильной группой. Хвостами же с метильной группой на конце ( СНз) они обращены внутрь. При наличии такого ориентированного положения п в результате бокового притяжения молекул между собой образуется устойчивая граничная пленка; длинный и гибкий ворс обеспечивает легкое скольжение и тем самым значительное снижение трения. [14]
Наиболее подробно изучались системы, состоящие из воды и углеводорода как взаимно несмешивающихся жидкостей и жирной кислоты или жирного спирта в качестве адсорбирующегося вещества. Таубман [134] получил такие изотермы для систем октан-вода-стеариновая кислота, октан-вода - лауриновая кислота и октан-вода-цетиловый спирт. Результаты полученные для стеариновой кислоты, свидетельствуют о том, что боковое притяжение между молекулами растворенного вещества на границе раздела фаз необыкновенно низко и что межфазный слой поэтому сильно расширен и по своему состоянию, по-видимому, является газообразным. Рассчитанная площадь, приходящаяся на молекулу, равна - - ЗЬ 2 по сравнению с 21А2, занимаемыми молекулой в конденсированном монослое. Хатчинсон и Рэндалл [ 1351, исследовавшие те же поверхностноактивные вещества в системе бензол-вода установили, что межфазные слои были расширенными, но не газообразными. [15]
Страницы: 1 2