Что такое поверхностное натяжение и как оно возникает? Какие вещества называют поверхностно-активными? Приведите примеры.

		Химия
		Решение задачи
		18 февраля 2021
		Выполнен, номер заказа №16922
		Прошла проверку преподавателем МГУ
		245 руб.

Что такое поверхностное натяжение и как оно возникает? Какие вещества называют поверхностно-активными? Приведите примеры.

Решение

Поверхностное натяжение возникает на границе раздела фаз, например, жидкой и газообразной или жидкой и твердой, и обусловлено тем, что молекулы поверхностного слоя жидкости испытывают разную силу притяжения снаружи и изнутри. Поверхностное натяжение хорошо наблюдать на примере капли воды, где жидкость ведет себя так, как будто она помещена в эластичную оболочку. Здесь молекулы поверхностного слоя воды притягиваются к своим внутренним соседям (другим молекулам воды) сильнее, чем к внешним молекулам воздуха. Другой пример – пленка бензина на воде. Здесь молекулы бензина притягиваются друг к другу слабее, чем к молекулам воды, в результате чего бензин растекается по воде очень тонкой пленкой. Поверхностное натяжение σ можно определить как бесконечно малую (элементарную) работу δA, которую нужно совершить для увеличения площади поверхности жидкости на бесконечно малую величину dS при постоянной температуре. Поверхностно-активные вещества (ПАВ) имеют полярное строение молекул, способны адсорбироваться на границе двух сред и понижать свободную поверхностную энергию системы. В основе действия ПАВ лежит явление адсорбции, которое приводит одновременно к одному или двум противоположным эффектам: уменьшению взаимодействия между частицами и стабилизации поверхности раздела между ними вследствие образования межфазного слоя. Для большинства ПАВ характерно линейное строение молекул, длина которых значительно превышает поперечные размеры. Радикалы молекул состоят из групп, родственных по своим свойствам молекулам растворителя, и из функциональных групп со свойствами, резко отличными от них. Это полярные гидрофильные группы, обладающие резко выраженными валентными связями и оказывающие определенное влияние на смачивающее, смазывающее и другие действия, связанные с понятием поверхностной активности. При этом уменьшается запас свободной энергии с выделением тепла в результате адсорбции. Гидрофильными группами на концах углеводородных неполярных цепей могут быть гидроксил другие сильно взаимодействующие группы. Примеры ПАВ: олеиновая кислота, полиакриловая кислота, лимонная кислота, полиакрилат натрия.