XuMuK.ru - поверхнево-активні речовини - Велика Радянська Енциклопедія

Пов е рхностно-акт і вние речовин а, речовини , Здатні накопичуватися (згущуватися) на поверхні зіткнення двох тіл, званою поверхнею розділу фаз, або міжфазної поверхнею. На міжфазної поверхні поверхнево активні речовини утворюють шар підвищеної концентрації - адсорбційний шар (див. Також мономолекулярний шар ).

Будь-яке речовина у вигляді компонента рідкого розчину або газу ( пара ) При відповідних умовах може проявити поверхневу активність , Т. Е. Адсорбироваться під дією міжмолекулярних сил на тій чи іншій поверхні (див. адсорбція ), Знижуючи її вільну енергію. Однак поверхнево-активними зазвичай називаються лише ті речовини , адсорбція яких з розчинів вже при досить малих концентраціях (Десяті і соті частки%) призводить до різкого зниження поверхневого натягу .

типові поверхнево активні речовини - органічні сполуки діфільного будови, т. е. містять в молекулі атомні групи, сильно розрізняються по інтенсивності взаємодії з навколишнім середовищем (В найбільш практично важливому випадку - водою ). Так, в молекулах поверхнево-активних речовин є один або кілька вуглеводневих радикалів, складових олео-, або ліпофільную, частина (вона ж - гідрофобна частина молекули ), І одна або декілька полярних груп - гідрофільна частина (див. Також Гідрофільність і гидрофобность ). Слабо взаємодіють з водою олеофільние (гідрофобні) групи визначають прагнення молекули до переходу з водної (полярної) середовища в вуглеводневу (неполярну). Гідрофільні групи, навпаки, утримують молекулу в полярному середовищі або, якщо молекула поверхнево-активної речовини знаходиться в вуглеводневої рідини , Визначають її прагнення до переходу в полярну середу. Т. о., поверхнева активність поверхнево-активних речовин , Розчинених в неполярних рідинах , Обумовлена ​​гідрофільними групами, а розчинених у воді - гідрофобними радикалами.

За типом гідрофільних груп поверхнево активні речовини ділять на іонні, або йоногенних, і неіонні, або неіоногенні. іонні поверхнево активні речовини диссоциируют в воді на іони , Одні з яких мають адсорбційної (поверхневої) активністю , Інші (протівоіони) - адсорбційно неактивні. Якщо адсорбційно активні аніони , поверхнево активні речовини називаються аніонними, або аніоноактівние, в протилежному випадку - катіонними, або катионо-активними. аніонні поверхнево активні речовини - органічні кислоти і їх солі , Катіонні - підстави , зазвичай аміни різного ступеня заміщення, і їх солі . деякі поверхнево активні речовини містять і кислотні, і основні групи. Залежно від умов вони проявляють властивості або аніонних, або катіонних поверхнево-активних речовин , Тому їх називають амфотерними, або амфолітнимі, поверхнево-активними речовинами .

Усе поверхнево активні речовини можна розділити на дві категорії за типом систем, утворених ними при взаємодії з розчинюючої середовищем. До однієї категорії відносяться міцеллообразующие поверхнево активні речовини , До іншого - не утворюють мицелл . В розчинах міцеллообразующих поверхнево-активних речовин вище критичної концентрації міцелоутворення (ККП) виникають колоїдні частинки ( міцели ), Що складаються з десятків або сотень молекул ( іонів ). міцели оборотно розпадаються на окремі молекули або іони при розведенні розчину (Точніше, колоїдної дисперсії) до концентрації нижче ККМ. Таким чином, розчини міцеллообразующих поверхнево-активних речовин займають проміжне положення між дійсними (молекулярними) і колоїдними розчинами ( золями ), Тому їх часто називають Напівколоїдні системами . До міцеллообразующие поверхнево-активних речовин відносять всі миючі речовини (Див. Миючі засоби , миючий дію , мила ), емульгатори , Смачиватели, диспергатори і ін.

У світовому виробництві поверхнево-активних речовин більшу частину складають аніонні речовини . Серед них можна виділити наступні основні групи: карбонові кислоти , А також їх солі , алкілсульфати (Сульфоефіри), алкилсульфонати і алкіл-арилсульфонати, пр. продукти. Найбільш поширені натрієві і калієві мила жирних і смоляних кислот ; нейтралізовані продукти сульфирования вищих жирних кислот , олефінів , Алкилбензолов. Друге місце за обсягом промислового виробництва займають неіонні поверхнево активні речовини - ефіри поліетіленгліколей . більшість неіонних поверхнево-активних речовин отримують приєднанням окису етилену до алифатическим спиртів , аЛКІЛФЕНОЛИ , карбоновим кислотам , амінів та ін. з'єднанням з реакционноспособним атомом водню . асортимент поверхнево-активних речовин надзвичайно великий. Наведені нижче дані (1971) дозволяють бачити співвідношення обсягів виробництва поверхнево-активних речовин різних типів.

світове виробництво поверхнево-активних речовин постійно зростає, причому частка неіонних і катіонних речовин в загальному випуску весь час збільшується. Залежно від призначення і хімічного складу поверхнево активні речовини випускають у вигляді твердих продуктів (шматків, пластівців, гранул, порошків ), рідин і напіврідких речовин ( паст , гелів ). Особливу увагу все більше і більше приділяється виробництву поверхнево-активних речовин з лінійним будовою молекул , Які легко піддаються біохімічному розкладанню в природних умовах і не забруднюють навколишнє середовище .

Поверхнево активні речовини знаходять широке застосування в промисловості, сільському господарстві, медицині, побуті. Найважливіші області споживання поверхнево-активних речовин : виробництво мив і миючих засобів для технічних і санітарно-гігієнічних потреб; текстильно-допоміжних речовин , Т. Е. речовин , Використовуваних для обробки тканин і підготовки сировини для них; лакофарбової продукції. Поверхнево активні речовини використовують у багатьох технологічних процесах хімічних, нафтохімічних, хіміко-фармацевтичних, харчовій промисловості. Їх застосовують як присадки , Що поліпшують якість нафтопродуктів ; як флотореагенти при флотационном збагаченні корисних копалин (Див. флотація ); компоненти гідроізоляційних і антикорозійного покриття і т.д. Поверхнево активні речовини полегшують механічну обробку металів і ін. матеріалів, підвищують ефективність процесів диспергирования рідин і твердих тіл. незамінні поверхнево активні речовини як стабілізатори висококонцентрованих дисперсних систем ( суспензій , паст , емульсій , пен ). Крім того, вони відіграють важливу роль у біологічних процесах і виробляються для «власних потреб» живими організмами . так, поверхневою активністю мають речовини , Що входять до складу рідин кишково-шлункового тракту та крові тварин, соків і екстрактів рослин.

Літ .: Шварц А., Перрі Дж., Берч Д же., Поверхнево речовини і миючі засоби , Пров. з англ., М., 1960; Ребиндер П. А., Поверхнево речовини і їх застосування, «Журнал Всесоюзного хімічного товариства ім. Д. І. Менделєєва », 1959, т. 4, № 5; його ж, Поверхневі і об'ємні властивості розчинів поверхнево-активних речовин , Там же, 1966, т. 11, № 4; його ж, Взаємозв'язок поверхневих і об'ємних властивостей розчинів поверхнево-активних речовин , В збірці: Успіхи колоїдної хімії , М., 1973; колоїдні поверхнево-активні речовини , Пров. з англ., М., 1966; Nonionic surfactans, ed. MJ Schick, NY, 1967. див. Також літ. при ст. Миючі засоби .

Л. А. Шіц.