Рис. 2. Ориентация молекул поверхностно-активного вещества при адсорбции на твердом теле слева на доске. Строение мицелл мыла: шарообразных — справа внизу, пластинчатых — справа па доске. Белыми кружками показаны полярные группы, черными — молекулы воды, крестиками — атомы поверхности твердого тела.
к другу будут выталкиваться ими на поверхность. Чем длиннее углеводородная цепь, тем активнее адсорбируется вещество, тем сильнее оно понижает поверхностное натяжение воды — у чистой воды с 73 эрг /см2 до 27 эрг /см2; оно приближается к поверхностному натяжению чистого углеводорода — 20 эрг/см2.
Самыми эффективными и универсальными поверхностно-активными веществами оказываются моющие (мылообразные) вещества. Углеводородная цепь их молекул состоит не менее чем из 11 звеньев
и «уравновешена» сильно гидрофильной полярной группой А, которая сама по себе резко повышает растворимость вещества в воде. Такой группой может быть остаток серной кислоты
где водород замещен щелочным металлом (Na, К). Щелочные соли высших жирных кислот и называются собственно мылами. Мылообразные вещества растворимы в воде и обладают высокой поверхностной активностью. Образуя адсорбционные слои, они сильно понижают поверхностное натяжение воды. Вещества эти анионактивны, так как углеводородная цепь — источник поверхностной активности — входит у них в состав отрицательного иона — аниона, а положительным ионом (катионом) служит ион водорода или щелочного металла. В катион-активных веществах углеводородная цепь входит в состав поверхностно-активного катиона, а анионом служит, например, ион хлора. Такова хлористоводородная соль октадециамина
Может ли сталь плавать на воде?
Закон Архимеда дает ясный ответ: сталь тяжелее равного объема воды почти в 8 раз — она обязательно должна утонуть, упасть на дно. Однако потрем сухую иглу между пальцами и осторожно положим ее на поверхность чистой воды в тарелке. Класть надо горизонтально. Для этого можно положить иголку сначала на кусочек
промокашки, а затем на воду. Бумажка промокнет и потонет, а игла будет плавать. Ее удерживает поверхностное натяжение воды.
Если подлить в воду концентрированный раствор смачивателя, понижающего поверхностное натяжение воды,— мыла, игла вскоре намокнет и. потонет.
416