МОНОМОЛЕКУЛЯРНЫЙ СЛОЙ

МОНОМОЛЕКУЛЯРНЫЙ СЛОЙ (монослой), слой в-ва толщиной в одну молекулу на пов-сти раздела фаз. Возникает при адсорбции, поверхностной диффузии, в результате испарения р-рителя из р-ра, содержащего нелетучий компонент. На твердых пов-стях мономолекулярный слой обычно образуется вследствие адсорбции ПАВ из разбавл. р-ров или газов при относительно низких давлениях. С ростом концентрации (или давления пара) адсорбируемого в-ва мономолекулярный слой может переходить в полимолекулярный поверхностный слой.

Емкостью мономолекулярного слоя пт наз. предельное заполнение молекулами адсорбир. в-ва пов-сти адсорбента. Если известна средняя площадь sm, занимаемая в насыщенном мономолекулярном слое адсорбир. молекулой, то уд. пов-сть адсорбента А = nmsmNA, где пт выражена в молях на единицу массы адсорбента, NA-постоянная Авогадро. При эксперим. определении уд. пов-сти высокодисперсных порошков или высокопористых тел в качестве адсорбируемого в-ва обычно используют N2 или Аr, для к-рых sm равна 0,162 и 0,166 нм2 соотв. и слабо зависит от природы адсорбента.

На пов-сти жидкости мономолекулярные слои нерастворимых и слаборастворимых ПАВ могут находиться в разл. "агрегатных" состояниях. Если расстояние, разделяющее молекулы в мономолекулярном слое, велико по сравнению с их размерами и молекулы почти не взаимод., слой наз. газообразным (G-пленка). Мономолекулярный слой с предельно плотной упаковкой молекул наз. конденсированным; его уподобляют двухмерной жидкости (L-пленка) или двухмерному твердому телу (S-пленка). В газообразном мономолекулярном слое на границе водная среда-газ гидрофобные группы дифильных молекул ПАВ располагаются вдоль пов-сти раздела фаз, в конденсированных мономолекулярных слоях они ориентированы по нормали или под углом к межфазной пов-сти. Макромолекулы в мономолекулярном слое могут находиться в виде клубков, спиралей или иных структурных форм. Молекулы линейных полимеров обычно принимают плоскую конформацию, располагаясь вдоль пов-сти раздела фаз. Однако отдельные участки цепи могут образовывать "петли" и "хвосты", выступающие далеко за пределы поверхностного слоя. Нек-рые макромолекулы, напр. белковые, имеющие в р-ре форму спирали, при выходе из объема фазы в поверхностный слой полностью или частично разворачиваются. Граница (подвижный барьер), отделяющая на пов-сти участок чистой жидкости от участка, покрытого мономолекулярным слоем, испытывает давление, наз. поверхностным или плоским (двухмерным). В общем случае p = s0 — s(Г), где s0 и s(Г)-поверхностное натяжение соотв. чистой жидкости и жидкости, покрытой мономолекулярным слоем, к-рый образовался в результате адсорбции в-ва массой Г, определяемой согласно известному адсорбц. ур-нию Гиббса (обычно Г выражают в молях на единицу площади межфазной пов-сти). В случае нерастворимого ПАВ p м. б. измерено непосредственно с помощью прибора, наз. п л ен о ч н ы м и в е с а м и, или в е с а м и Л е н г м ю р а.