Двойственная химическая природа молекул высших спиртов заставляет их проявлять свои поверхностно-активные свойства и в системах "жидкость - твердое тело". Так, если в воду с находящимися в ней твердыми частицами внести немного высшего спирта, то его молекулы тут же выстроятся частоколом на поверхности этих частиц. Причем на несмачиваемых водой, или, иными словами, гидрофобных частицах, например, графита, угля или парафина молекулы ВЖС будут обращены своими углеводородными "хвостами" к их поверхности (схема А), а на смачиваемых, гидрофильных, скажем, на частицах песка, силикагеля или минералов - "головками" к поверхности (схема Б). А так как высшие спирты группы C6-C12, достаточно хорошо растворяясь в воде, к тому же являются и активными пенообразователями, то это свойство превращает их в незаменимых "участников" таких важных промышленных процессов, как флотация (обогащение) полезных ископаемых. Цель флотации - отделить ценный минерал от бесполезной пустой породы. Внешне схема этого процесса выглядит просто: в аппарат, заполненный водой с растворенным в ней высшим спиртом, подают исходное сырье и одновременно продувают его воздухом, пузырьки воздуха увлекают частицы ценного минерала наверх, где они удерживаются слоем пены, а пустая порода оседает на дно. Но на самом деле в этом процессе действуют тонкие и сложные физико-химические механизмы, проявляющиеся, например, в избирательном действии высших спиртов - молекулы последних обладают способностью адсорбироваться на частицах совершенно определенного минерала. При этом они ориентируются на гидрофильных частицах минерала своими "хвостами" наружу и таким образом превращают их в гидрофобные. Благодаря этому частицы минерала перестают смачиваться водой, и в отличие от оставшихся гидрофильных частиц породы с помощью "хвостов" сидящих на них молекул ВЖС легко "приклеиваются" к пузырькам воздуха, которые доставляют их наверх. Теперь эти частицы необходимо удержать на поверхности. И здесь высшие спирты выступают как пенообразователи. Пена - это скопление множества пузырьков воздуха, окруженных тончайшей водной пленкой. Но пленки из одной воды очень неустойчивы - они почти мгновенно разрушаются. Высшие же спирты двумя своими мономолекулярными слоями - окружающим пузырек воздуха и поднятым с поверхности - как бы "зажимают" водную пленку с обеих сторон и таким образом не дают ей мгновенно разрушиться. В результате время существования пены увеличивается до нескольких десятков секунд, что как раз и необходимо при флотации, - иначе ценный минерал будет оседать на дно вместе с пустой породой.
|