Флотационные реагенты, назначение и классификация флотационных реагентов. Основные формы закрепления реагентов на поверхности частиц минералов, страница 7

Так, например, молекулы воды, расположенные под поверхностным слоем, втягивают внутрь объема раствора молекулы воды и метилового спирта, находящихся на поверхности. Так  как  дипольный   момент  молекул   воды   больше,  чем   молекул  спирта, то первые втягиваются внутрь раствора с большей силой, чем вторые. В результате поверхностный слой раствора как бы обогащается метиловым спиртом по сравнению с объемом раствора.

I При достаточно высокой концентрации поверхностно-активного вещества в растворе его молекулы образуют на поверхности раздела фаз насыщенный адсорбционный слой из ориентированных молекул.

Подобное   расположение   молекул   в   адсорбционном   слое i (рис.   15)   при   достаточной   насыщенности   его   вполне  естественно:  диполи воды,  активно взаимодействуя  с полярными  группами молекул поверхностно-активных веществ и практически не взаимодействуя с аполярными углеводородными ь группами, стремятся как бы вытолкнуть последние в воздушную фазу. Как и в случае любого адсорбционного процесса, образование ориентированного адсорбционного слоя молекул поверхностно-активного соединения на разделе вода — воздух \ обусловлено действием второго принципа термодинамики, со-| гласно которому всякая система стремится понизить до минимума свою свободную поверхностную энергию и разность полярностей на разделе фаз вода. — воздух.

|: Образование устойчивого мономолекулярного адсорбционного слоя молекул поверхностно-активных веществ на поверхности воды можно рассматривать, так же как процесс растворения в воде полярной гидрофильной группы этих молекул, при | наличии сопротивления погружению со стороны остальной части  молекул. Когезия между аполярными углеводородными частями молекул, действующая в плоскости поверхностного слоя, препятствует погружению молекул и содействует их расположению в виде своеобразного «частокола».

Расчеты показывают, что для изолированной молекулы поверхностно-активного вещества горизонтальное положение на 1 поверхности раздела вода — воздух соответствует минимальной |: энергии, т. е. наиболее выгодно в энергетическом отношении.  В связи с этим можно предполагать, что при малых концентрациях раствора молекулы поверхностно-активных веществ, характерных для флотационных систем в ряде случаев, на поверхности воды будут располагаться не перпендикулярно к ней, а в плоскости самого поверхностного слоя или под некоторыми острыми углами к ней, величина которых изменяется во времени вследствие теплового движения молекул воды.

В результате активного взаимодействия полярных групп молекул поверхностно-активных веществ с диполями воды последние гидратируют эти группы, создавая вокруг них как бы особый каркас, сообщающий адсорбционному поверхностному слою известную жесткость, что содействует его упрочнению, как указывали П. А. Ребиндер и Г. О. Ерчиковский.

Это обстоятельство имеет существенное значение для флотации при применении поверхностно-активных веществ в качестве реагентов-пенообразователей.

В противоположность указанному упрочняющему действию молекул воды их тепловое движение и связанная с ним крайне высокая подвижность молекул в поверхностном слое будут снижать устойчивость адсорбционного слоя поверхностно-активных веществ.