Chất hoạt động bề mặt (1)

Nội dung tài liệu trình bày các khi niệm cơ bản, tính chất vật lý của dung dịch chất hoạt động bề mặt, phân loại chất hoạt động bề mặt, ứng dụng của chất hoạt động bề mặt, cơ chế tẩy rửa của chất hoạt động bề mặt,...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chất hoạt động bề mặt (1) ChấtHOẠTĐỘNGBỀMẶT1.1.Cáckhiniệmcơbản Cácquátrìnhdịthểbấtkỳ(như hìnhthànhhayphânhủycácchấtrắn,hòa tancácchấtrắn,lỏngvàkhí,bayhơi,thănghoa,tẩyrửa,tạonhũtương,bọt….)đềulànhữngquátrìnhxảyratrênbề mặtphânchiapha.Trạngtháicácchất ởbềmặtphânchiapharấtkhácvớivậtchấttronglòngcácphavìcósự khácbiệtvềtươngtácgiữacácphântử vớinhau.Sự khácbiệtđólàmsảnsinhcáchiệntượng đặcbiệttrênbềmặtphânchiapha. Viêcnghiêncứuhiệntượngbề mặtcósứclôicuốnlớnvìnócótầmquantrọnglýthuyếtvàthựctế.Nghiêncứucáchiệntượngbềmặtcóthểđánhgiáđượcnănglượngvàhiểurõđượcbảnchấttươngtácphântử.ýnghĩathựctế củacác hiệntượngbềmặtlàởchổ,vậtchấtcóbềmặtlớnrấtphổbiếntrongtựnhiênvàđược ứngdụngrộngrãitrongkỹ thuật.Vìvậyviệctìmhiểuvề sứccăngbề mặtđóngmộtvaitròrấtquantrọng.1.1.1.Sứccăngbềmặtvàcácyếutốảnhhưởng Sứccăngbềmặtđượcđịnhnghĩalàlựccăngtrênmộtđơnvịchiềudàicắtngangbềmặt.Tronghệđolườngquốctế,sứccăngbềmặtđượcđobằngNewtontrênmét(N∙m1). Cũngcóthể địnhnghĩasứccăngbề mặtlà côngcơ học thựchiệnkhilựccănglàmchodiệntíchbềmặtthayđổimộtđơnvịđodiệntích.Nhưvậynócũnglàmậtđộdiệntíchcủanănglượng;ýnghĩanàymanglạitêngọinănglượngbềmặt chođạilượngvậtlýnày.Nhưvậy,tronghệđolườngquốctế,đơnvị đosứccăng bềmặttươngđươngJultrênmétvuông. Nhiềukhisứccăngbề mặtcủamộtchấtlỏngđượcxácđịnhtạimộtđiềukiệnnhấtđịnh(nhiệtđộ,ápsuất,...)khibềmặttiếpxúcvớichânkhông.Sứccăngbềmặtcủachấtlỏngthayđổitheonhiệtđộ;đốivớinhiềuchấtlỏng,sứccăngbềmặtgiảmkhinhiệtđộtăng.Khibềmặtlàtiếpgiápgiữahaichấtlỏngkhácnhau,sứccăngbềmặttổngcộngbằnghiệu(cộngvéctơ)củasứccăngbềmặttừngchấtlỏng. Cácyếutốảnhhưởngđếnsứccăngbềmặt: •Sứccăngbềmặtphụthuộcvàobảnchấtcủachấttiếpxúc(bảng1.1) Bảng1.1.Sứccăngbề mặtcủacácchấtlỏngtiếpxúcvớikhôngkhí(I)ở20oC(dyn/cm)vàcủachấtlỏngtiếpxúcvớinước(dyn/cm) 1Chấtlỏng I Chấtlỏng INước 72,75 Ethanol 22,30 Benzen 28,88 35,00 noctanol 27,50 8,50Acidacetic 27,60 nhexan 18,40 51,10CCl4 26,80 45,10 noctan 21,80 50,80Glycerin 66,00 Anilin 42,90 •Chấtlỏngcàngphâncực,tươngtácphântửcànglớn,nộiápcànglớn,dođósức căng bề mặt càng lớn.•Sựcómặttrênlớpchấtlỏngthứnhấtlớpchấtlỏngthứhaikhôngtrộnlẩnvớinó luônluônlàmsứccăngbềmặtgiảm.Sựgiảmsứccăngbềmặtcàngnhiềunếusựkhácbiệtvềđộphâncựccủahaichấtlỏngcàngbé.Cácchấtlỏngcóđộphâncựccànggầnnhausẽtanlẩnvớinhaucàngnhiềuvàdođósứccăngbềmặtgiữachúng sẽbằngkhông. •Nếuhaichấtlỏngchỉhòatanmộtphầnvàonhauthìsứccăngbề mặttrêngiớihạnlỏnglỏnggầnbằnghiệusốgiữasứccăngbềmặtcủamỗichất(đãbảo hòachấtkia)sovớikhôngkhí. •Dướitácdụngcủasứccăngbề mặt,thểtíchkhốichấtlỏngsẽhướngtới dạnghìnhcầu(nếukhôngcóngoạilực)vìbềmặthìnhcầulàbềmặtbénhấtgiớihạnmộtthểtíchchấtlỏngđãcho. Ngoàiyếutốbảnchấtcủacácphatiếpxúccóýnghĩaquyếtđịnhđếngiátrịsứccăngbềmặt,sứccăngbềmặtcònphụthuộcvàonhiềuyếutốkhácnhư nhiệtđộ,ápsuất,độ congcủabề mặtvàđặcbiệtlàsự cómặtcủachấtthứ haitrong chấtlỏng.Trongphầnnàychỉ đề cậpđếnmốiquanhệ giữasứccăngbề mặtvà nhiệtđộ,  Sứccăngbề mặtcủađasố chấtlỏnggiảmgầnnhư tuyếntínhkhi nhiệtđộtăng(trừcáckimloạinóngchảy)theophươngtrìnhcủaaW.RamsayvàJ.ShieldssaukhihiệuchỉnhphươngtrìnhcủaR.Eotvos: 21.1.2.Cácchấthoạt độngbề mặt,chấtkhônghoạt độngbề mặtvàchất khôngảnhhưởngđếnsứccăngbềmặtcủadungmôi.a)Chấthoạtđộngbềmặt Chấthoạtđộngbềmặtlàmộtchấtlàmướtcótácdụnglàmgiảmsứccăngbề mặtcủamộtchấtlỏng.Phântử chấthoạtđộngbề mặtthườngđượccấutạobởihaiphần: Phầncócực:đólàcácnhómchứccócực:COOH,CONH2,C6H4SO3,SO32....cácnhómnàyliênkếtmạnhvớicácdungmôicócựcnhư(H 2O...)nênphầncócựcnàyđượcgọilàđầu ưacực(vớidungmôilànướcđượcgọilàđầu ưanước). Ph ...