Page 86 - 4707

2.14 Адсорбція на межі поділу „розчин–газ“.
Поверхнево-активні речовини
Найчастіше в практиці використовують системи
„вода-повітря“. На межі поділу „вода–повітря“:
енергетичний стан молекул води є неоднаковий у товщі
водної фази і на межі води з іншою рідиною, яка практично
не змішується з водою. Для твердих тіл поняття
поверхневого натягу також використовується, але воно
носить дещо умовний характер, оскільки створення твердої
поверхні звичайно буває процесом необоротним. Загалом
значення σ на межі поділу тверде тіло-газ або тверде тіло-
2
рідина може досягати декількох Дж/м , що цілком
зрозуміло, якщо врахувати інтенсивність міжмолекулярних
взаємодій у твердих тілах.
Внаслідок адсорбції відбувається перерозподіл
компонентів між об'ємними фазами і поверхневим шаром.
Це веде до зміни хімічних потенціалів (μ і) компонентів.
Отже, у системі відбувається перетворення поверхневої
енергії на хімічну. Наприклад, н-бутиловий спирт,
розчинений у воді, концентрується на поверхні, знижуючи
при цьому значення σ. Згущення бутанолу викликає
протилежно спрямований процес – дифузію (за рахунок
різниці концентрацій у поверхневому шарі та в об’ємі). А
відтак виникає динамічна рівновага, що характеризується
s
s
певним значенням n і Г  n s . Очевидно, для цієї
i і i
рівноваги об'ємна концентрація бутанолу нижча за
концентрацію в поверхневому шарі, тобто деякі інтенсивні
величини не вирівнюються, а розходяться, але їх зміни
компенсуються зміною поверхневого натягу. Можливість
існування рівноваги подібного характеру випливає з
фундаментального адсорбційного рівняння Гіббса.
Величина g   (d /d )c називається, за
2 2 c  0
Ребіндером, поверхневою активністю. Якщо поверхнева

84