Tất cả các chất hoà tan, theo khả năng bị hấp phụ của chúng trên ranh giới lỏng - khí, có thể chia ra làm hai loại: chất hoạt động bề mặt và chất không hoạt động bề mặt.
1. Chất hoạt động bề mặt
Chất hoạt động bề mặt là các chất tan làm giảm sức căng bề mặt so với dung môi nguyên chất.
Chất hoạt động bề mặt có khả năng tích tụ lại trong lớp bề mặt, ta nói rằng có sự hấp phụ dương. Sở dĩ có khả năng trên là vì chất HĐBM có sức căng bề mặt nhỏ hơn sức căng bề mặt của dung môi và có độ tan tương đối nhỏ. Tương tác giữa các phân tử chất tan và các phân tử dung môi yếu hơn tương tác giữa các phân tử dung môi với nhau. Vì vậy, các phân tử chất tan bị đẩy từ trong thể tích dung dịch lên bề mặt. Kết quả là sức căng bề mặt của dung dịch giảm đi so với dung môi. Chất hoạt động bề mặt thường là các chất hữu cơ mà phân tử gồm hai phần: phần phân cực là nhóm chức có moment lưỡng cực lớn như nhóm: -COOH, -OH, -NH2, -SH, -CN, -NO2, -NCS, -CHO, SO3H. Phần không phân cực (gốc hiđrocacbon) là gốc hidrocacbon mạch thẳng hoặc mạch vòng.
2. Các chất không hoạt động bề mặt
Chất không hoạt động bề mặt là chất tan làm tăng sức căng bề mặt so với dung môi nguyên chất. Các chất không hoạt động bề mặt có xu hướng rời bề mặt và đi sâu vào thể tích dung dịch. Ở đây, ta có sự hấp phụ âm. Các chất không HĐBM có sức căng bề mặt lớn hơn của dung môi và có độ tan lớn. Các chất điện li vô cơ là ví dụ điển hình cho các chất không HĐBM đối với nước.
Ngoài ra, còn có những chất không làm ảnh hưởng đến sức căng bề mặt của nước khi chúng tan vào; chẳng hạn như đường saccarozơ.
*** Ảnh hưởng của cấu tạo và kích thước phân tử chất HĐBM tới sự hấp phụ trên ranh giới dung dịch – khí
Trên cơ sở những kết quả nghiên cứu về hoạt tính bề mặt trong nước của các axit béo với mạch cacbon có độ dài khác nhau, Daulaux và Traube thấy rằng, khi gốc hidrocacbon tăng thêm một nhóm -CH2- thì hoạt tính bề mặt của axit tăng lên trung bình 3,2 lần.
Quy tắc Daulaux – Traube có thể trình bày dưới dạng tổng quát hơn: Khi độ dài mạch cacbon tăng theo cấp số cộng, thì hoạt tính bề mặt tăng theo cấp số nhân. Quy tắc này đúng cho dãy đồng đẳng khác của chất HĐBM như rượu và amin…
Quy tắc Daulaux – Traube có thể giải thích như sau: Đối với chất hoạt động bề mặt, khi độ dài mạch cacbon tăng thì độ tan của chất HĐBM trong nước (dung môi phân cực) giảm, độ hấp phụ tăng lên làm cho sức căng bề mặt giảm. Ví dụ: axit n-butyric (C3H7COOH) hoà tan không hạn chế trong nước, trong khi đó nồng độ dung dịch bão hòa của axit n – valeric (C4H9COOH) là 4%, các axit khác có mạch cacbon dài hơn thì tan càng kém hơn như axit caproic C15H11COOHkhông tan.
Trong các dung môi không phân cực thì quy tắc trên bị đảo lại. Ở nhiệt độ khác nhiệt độ phòng quy tắc Daulaux – Traube cũng không còn đúng nữa.
» Tin mới nhất:
» Các tin khác: