65721 Picture5 (2)

7'l

stule wykształconą powierzchnię, natomiast powierzchnie cieczy i gazów zależą od kształtów naczyń, w których się znajdują. Ciała stałe, adsorbenty zagęszczają na swej powierzchni cząsteczki cieczy lub gazów wskutek oddziaływali międzycząsteczkowych. Zjawisko takie nosi nazwę adsorpcji. Wyróżnia się adsorpcję chemiczną, będącą skutkiem oddziaływań chemicznych, oraz adsorpcję fizyczną, będącą efektem wpływu sił van der Waalsa. Liczba cząsteczek za-adsorbowanyeh jest proporcjonalna do powierzchni adsorbenta.

W odróżnieniu od zjawiska adsorpcji mówi się o zjawisku absorpcji, które polega na pochłanianiu ciał przez całą objętość ciała absorbującego, czyli absor-benta.

Wielkość adsorpcji gazu zależy od jego ciśnienia. W przypadku cząsteczek polarnych może mieć miejsce adsorpcja wielowarstwowa. Masę gazu m zaad-soi bowanego przez jednostkę masy adsorbenta określa równanie Freundlicha: m kp", gdzie k - współczynnik, p - ciśnienie gazu, n < 1. Zależnie od p otrzymuje się tzw. izotermę adsorpcji, tj. krzywą zależności m(p). Gdy adsorpcja ma miejsce w roztworze, wówczas m = kc\ gdzie c - stężenie molowe substancji adsorbowanej. Adsorpcja chemiczna jest ograniczona do jednocząsteczkowej warstwy. Opisuje ją izoterma adsorpcji Langmira: gilzie: a, h - stałe charakterystyczne dla danego układu.

Powierzchnia adsorbenta wzrasta w miarę wzrostu jej porowatości, tj. rozdrobnienia.

W cieczach cząsteczki wewnętrzne przyciągają cząsteczki znajdujące się na powierzchni, które mają wskutek tego wyższą energię, nazywaną napięciem powierzchniowym a. Woda cechuje się wysokim napięciem powierzchniowym (o 72,5 ■ 10 ¹ J/nr), spowodowanym przez międzycząsteczkowe wiązania wodorowe. Jej powierzchnia nie jest dobrze zwilżana np. przez cząsteczki ciekłych w ęglowodorów, które są nicpolarne, natomiast dobrze jest zwilżana przez ciecze polarne, np. kwasy tłuszczowe. Cząsteczki kwasów ustawiają się na powierzchni wody grupą karboksylową zwróconą w jej stronę i resztą węglowodorową pionowo do góry. Wyróżnia się substancje hydrofilowe, łatwo ulegające hydratacji, oraz hydrofobowe, nicpolarne, nie poddające się hydratacji. Substancje zawierające grupy hydrofilowe i hydrofobowe są powierzchniowo czynne. Wodne roztwory związków powierzchniowo czynnych posiadają m.in. zdolności pianotwórcze, a przykładem mogą być roztwory mydeł (sole sodowe wyższych kwasów tłuszczowych). Związki powierzchniowo czynne zmniejszają napięcie powierzchniowe wody i stabilizują warstwę podwójną na granicy faz. Dzięki

7.1

temu stabilizują też pęcherzyki gazu, co powoduje tworzenie się piany. Środki powierzchniowo czynne są głównymi składnikami środków piorących Usuwa nic brudu jest ułatwione dzięki zmniejszeniu napięcia powierzchniowego \vod\ i przez to zwiększeniu przez nią zwilżalności tkanin. Zawarte w układzie e/ą steczki gazu unoszą brud na powierzchnię (flotacja). Zastosowanie związków powierzchniowych w środkach piorących ma również wpływ na środowi.ko naturalne, gdyż wprowadzane jako ścieki do wód rzek powodują ich skażenu Jakość tych środków ocenia się zatem nie tylko na podstawie zdolności usuwu nia brudu, lecz także szybkości ich degradacji (zanikania) w wodach rzek

1.15.6. Koloidy

Koloidy cechują się mniejszym rozdrobnieniem cząsteczek niż substam g w roztworach rzeczywistych. Średnice cząsteczek koloidalnych mies/c/ą su, w granicach 1-100 pm. Roztwory koloidalne wykazują zdolność rozpraszam.i światła (efekt Tyndalla), cechują je ruchy Browna, nie przechodzą przez błony półprzepuszczalne, ulegają sedymentacji. W układach koloidalnych występuje ośrodek rozpraszający i substancja rozproszona. W wypadku aerozoli (np mgły dymy) ośrodkiem rozpraszającym jest powietrze, w wypadku roztworów kolo idalnych - ciecz, a pirozoli - ciało stałe. Do roztworów należą piany, emulsji i zawiesiny koloidalne. Koloid występujący w roztworze nazywa się zolem a skoagulowany (wytrącony) żelem. Koloidy hydrofilowe mogą przechodzić z zolu w żel, i odwrotnie, z żelu w zol (peptyzacja), koloidy hydrofobowe nuto miast nie mogą przejść z żelu w zol.

Koloidy otrzymuje się przez rozdrabnianie cząsteczek większych na mniej sze. Często do otrzymania roztworu koloidalnego wystarcza jedynie rozpuszczę nie odpowiedniej substancji w wodzie (np. mydło).

Roztwory koloidalne poddaje się często w praktyce (przemysł) koagulacji (wytrąceniu). Prowadzi do tego ogrzanie do wyższej temperatury, zmiana pil wysolenic elektrolitem lub dodanie zolu o przeciwnym ładunku. Cząsteczki koloidalne zolu, zwane micellami, posiadają taki sam ładunek elektryczny, dzięki czemu wędrują również w polu elektrycznym (elektroforeza). Zjawisko elektroforezy jest wykorzystywane do oznaczania aminokwasów składników białek.

4