ет боковое давление на ограничивающую линию; однако это давление, как и поверхностное натяжение, измеряется в дин! см (поэтому и в уравнении IV. 7 величина понижения поверхностного натяжения Дз играла роль бокового давления, с которым она по существу идентична).

Измерение зависимости площади пленок от величины поверхностного давления относится к числу основных методов исследования монослосв. Эти измерения производятся при помощи специальных приборов, называемых поверхностными весами (Лангмюр, Вильгельмн, Адам и др.).

Поверхностные весы Лашмюра (рис. 36) основаны на прямом измерении силы, действующей на легкий поплавок А, отделяющий пленку от чистой поверхности. Основная кювета представляет собой низкий четырехугольный сосуд (примерно, 60 х 14 х 1,5 си), до краев наполненный водой. Пленка создается между планками X и А и может сжиматься передвижением планки X. Давление на планку А измеряется при помощи весового приспособления или чувствительного динамометра (рис. 36) с двумя крутильными нитями. Новые приборы позволяют измерять боковые давления до 0,01 дишем и ниже.

С помощью метода измерения зависимости площади иленок от давления удалось изучить в мошелоя.х все рассмешенные выше состояния молекул в адсорбционных слоях. Бь то ю я «но, что очень разбавленные пленки находятся гТаясС состоянии, при котором произведение бокового

Рис. ;'fi. Поверхностные весы Лангмюра

давления на соответствующую поверхность пленки постоянно, аналогично закону Бойля-Мариотта (см.уравнение IV.7).

По мере сжатия пленки (рис. 37, /) , ее поверхностное

давление возрастает, аналогично увеличению давления при сжатии объемного

газа, а затем пленка при постоянном поверхностном

давлении (рис. 37, 2) переходит к состояние конденсированной пленки, со значите.'1 ьным уменьшением

поверхности, подобно тому

как сильно сжатый объемный газ переходит при постоянном давлении в жидкость. В области постоя и- ,, ,.

Рис. :!7. Кривая сжатия пленки

ного давления островки (/ nune|) к. д;шлеш1Р рас.

сплошной пленки сущест- жарения)

89

1

вугот среди участков газовой пленки. Наконец, при сжатии конденсированных пленок с плотным расположением молекул (рис. 37,3) наступает резкое возрастание поверхностного давления при малом изменении поверхности, аналогично « явлениям при сжатии жидкостей. Более детальное изучение структурно-механических свойств моиослоев — упругости, пластичности, прочности на сдвиг (Ребиндер и Трапезников) и поверхностной вязкости при помощи двухмерного капилляра (Талмуд и Бреслер) позволило более четко характеризовать изменения состояния пленок, различие жидких и твердых пленок, фазовые переходы в монослоях и др.

Помимо метода поверхностного давления, расположение молекул в поверхностных слоях исследуется также методом поверхностных потенциалов по Фрумкину, для чего измеряется разность потенциалов между водным раствором и воздухом при наличии или в отсутствие пленки. Один из электродов погружается в водный раствор, а па кончике платинового электрода в воздухе помещается небольшое количество полония, делающего пространство между электродом и поверхностью воды проводящим. Скачок потенциала измеряется при помощи потенциометра и электрометра. Ориентация дипольных молекул в конденсированном поверхностном слое приводит к возникновению двойного электрического слоя, величина и знак потенциала в котором зависят от расположения диполей адсорбированных молекул.

Исследования конденсированных пленок в отношении определения величины площади на молекулу дали обширный материал, характеризующий ориентацию молекул на поверхности. Для многих гомологических рядов с концевыми группами — СООН, — CH5NH2, — CFI»OH площадь на молекулу оказалась постоянной (20,5—21,0л*), несмотря на различную длину цепей — от Си до С52, что с очевидностью указывало на перпендикулярную ориентацию цепей к поверхности в конденсированных слоях. Величины предельной площади на молекулу для некоторых соединений приведены в табл. 8.

Ориентированное расположение молекул на