В молекулярной структуре поверхностно-активных веществ имеются две противоположные характеристики.

2022-07-12 17:32:33

Поверхностно-активное вещество представляет собой разновидность растворимого вещества, концентрированного на поверхности жидкости или на границе раздела жидкости и несмешивающихся объектов. Его молекулы способны адсорбировать два вещества с разными свойствами. Поверхностно-активные вещества можно разделить на маслорастворимые (например, олеиновая кислота, нефтяная кислота, нефтяная кислота желтого цветка и т. д.) и водорастворимые (например, мыло).

Поверхностно-активные вещества обычно растворимы в большинстве жидкостей, но их растворимость невысока. Это связано с тем, что он имеет сбалансированную полярную и неполярную структуру. Часть молекулы растворена в полярном растворе, а другая часть – в неполярной жидкости. Другими словами, в молекулярной структуре ПАВ имеются две противоположные характеристики: алкильный конец имеет сродство к нефти, а полярный конец - к воде. Следовательно, эта молекула аккуратно располагается на границе раздела двух разных, но соседних сред, например, на границе раздела масла и пигмента или на границе раздела двух взаимно нерастворимых жидкостей.

В коллоидной химии отношение общей площади поверхности к общему объему твердой дисперсной фазы записывают как удельную поверхность твердой дисперсной фазы. Поскольку частицы пигмента очень малы, его удельная поверхность довольно велика. Например, диаметр частиц технического углерода составляет около 0,1 нм. Если на кубический сантиметр чернил приходится 1015 частиц технического углерода, удельная поверхность частиц технического углерода как дисперсной фазы в чернилах может достигать 6x105 см-1. Удельная площадь поверхности дисперсной фазы велика, и частицы дисперсной фазы будут иметь большую удельную поверхностную свободную энергию. Система неустойчива, а макроскопическим проявлением является конденсация и седиментация частиц дисперсной фазы.

Однако в нормальных условиях этого явления не происходит, поскольку частицы пигмента в чернилах имеют защитную оболочку. В чернилах всегда присутствуют поверхностно-активные вещества, такие как высшие свободные жирные кислоты и спирты. Эти поверхностно-активные вещества направленно располагаются вокруг частиц пигмента, образуя твердую оболочку, так что частицы не могут контактировать с осадками конденсата.