Активность поверхностная

АКТИВНОСТЬ ПОВЕРХНОСТНАЯ — способность данного вещества понижать поверхностное натяже­ние на поверхности раздела двух тел. А. п. опреде­ляется адсорбцией  данного вещества па данной поверхности.

Высокими положительными значениями А. п., для наиболее типичного случая поверхности раздела вода — воздух — пар, обладают органические веще­ства с несимметричным строением молекулы из по­лярных и неполярных групп. К ним относятся ве­щества, получающиеся, напр., из углеводородов про­дельного ряда Сц Н2п+2 замещением одного из ато­мов водорода в крайнем звене цепи полярной груп­пой А, несущей значительный динольныы мо­мент: Си И211+1А, где А : ОН, СООН, NH2, S03 И и др. Такпе вещества наз. поверхностно-активными. Их А. п. резко возрастает с удлинением угле­водородной цепи — в 3—3,5 раза на одно звено СН2 при переходе в гомологич. ряду от любого члена к последующему. Таким образом, А. п. возрастает с уменьшением растворимости вещества в воде или, наоборот, с увеличением его растворимости в непо­лярных жидкостях. С увеличением числа полярных групп в молекуле и с повышением симметрии её строения А. п. резко уменьшается. А. п. является важной физико-химической характеристикой моле­кулярного строения вещества. Для поверхностей раздела жидкость—газ или для границы двух жидко­стей А. п. может быть непосредственно определена из измерений поверхностного натяжении  в зависимости от концентрации. А. и. служит для вычисления абсолютных значений адсорбции и для расчетов размеров поверхностно-активных мо­лекул в адсорбционном слое.

А. я. связана с адсорбцией Г (в моль/c.u') в случае разбав­ленных растворов термодинамическим уравнением Гиббса в его простейшей форме:

где R — газовая постоянная, а Т — абсолютная темпе­ратура. Иногда под А. п. разумеют наибольшее понижение поверхностного натяжения (>,—ас), вызываемое данным растворённым веществом в соответствующей оптимальной концентрации. Зависимость поверхностного натяжения на границе раздела жидкость — пар от концентрации рас­творённого поверхностно-активного вещества в жидком растворе хорошо передаётся в ряде случаев формулой Шишковского:

—- =В1п(Ас+1), (2)

где В — постоянная, не зависящая от положения в гомо­логическом ряду, а А — постоянная, определяющая А. п.

Минеральные электролиты (соли, щёлочи) поверхностно-инактнвны на границе вода — воздух, т. е. обладают отри­цательным значением А. п., к-рое, как это следует из урав­нения (1), может быть только малым по абсолютной вели­чине, в отличие от возможных весьма высоких положитель­ных значений А. п. Величина А. п. очень резко зависит от химической природы обеих фаз, образующих поверхность раздела; вещества поверхностно-инактивные, т. е. отрица­тельно адсорбирующиеся на границе вода — воздух, как, напр., углеводы (сахароза) становятся поверхностно-актив­ными при переходе к поверхности раздела вода — гексан, Оеи.чол или в особенности вода — твёрдое тело. А. п. органи­ческих веществ в водном растворе в значительной степени определяют их смачивающую и моющую способность.

Мыла и другие моющие средства и смачиватели обладают высокой А. и. Понижая поверхностное натяжение воды и адсорбируясь на различных поверхностях, такие вещества в виде очень малых добавок к воде способствуют полному смачиванию поверхностей, но смачиваемых чистой водой (напр. замасленных), и вызывают отмывание загрязнений или обезжиривание, способствуя также проникнове­нию водпых жидкостей в пористые тела. Примером является пропитка древесины водными жидкостями для придания ей долговечности и огнестойкости. До­бавление смачивателей — веществ с высокой А. п.— повышает скорость и полноту пропитки. А. п. имеет большое значение для обогащения руд цветных ме­таллов путем флотации.

Лит.: Песков Н. П. и Александрова-Прейс Е. М., Курс коллоидной химии, 2 изд., М,—Л., 1948; Пес к о в Н. П., Физико-химические основы кол­лоидной науки, 2 изд., М.—Л.. 1934; Р е б и и д е р П. А. (и др.], Физико-химия флотационных процессов, М.—Л., 1933; Адам П. If., Физика и химии поверхностей, пер. с англ., М.—Л-. 1947.