Техника - молодёжи 1935-10, страница 26

СООН соответствует голове, углеводородная цепочка, сцепленная с нею, — это «хвост».

Карбоксильная группа обладает резко выраженными гидрофильными свойствами, «сродством» к воде, в то время как углеводородная часть столь же резко гидрофобна. Всякий, кто пытался отмывать без мыла керосин с рук, знает, как велика в действительности «антипатия» между водой и углеводородами: вода лишь скользит по керосиновой пленке, не задерживаясь на ней и не увлекая керосина. Будет ли органическая кислота растворяться или нет, т. е. будут ли ее молекулы, раздираемые столь противоречивыми стремлениями, втягиваться в воду, зависит от того, что возьмет верх: «влечение» к воде карбоксильной группы атомов или противодействие углеводородного, «хвоста». Низшие кислоты — муравьиная, уксусная — растворяются легко: в них углеводородная часть еще слишком слаба, чтобы воспрепятствовать растворению: высшие кислоты, в молекулах которых углеводородная часть значительно преобладает, представляют пример веществ, совершенно нерастворимых. Но как будут вести себя кислоты, в которых тенденции карбоксильной группы: растворяться и углеводородной — противодействовать этому — приблизительно уравновешены? Молекула поднимается на поверхность воды и, оставляя свою карбоксильную «голову» в воде, выставляет наружу углеводородный «хвост». Мы имеем дело с веществом, поверхностно-активным по отношению к границе вода — воздух. При этом выступающие на поверхность воды молекулы смыкаются в совершенно плотный слой, хотя по толщине этот слой равен длине хвоста одной молекулы. Подобными слоями молекул мыла, «молекулярными частоколами», изнутри и снаружи одета оболочка мыльных пузырей; между ними, как в перчатке, заключена вода; но эта тончайшая водная прослойка совершенно исчезает в круглых темных пятнах, появление которых является признаком, что пузырь сейчас лопнет. Зная длину наших цепочко-образных молекул, легко при помощи элементарной геометрии вычислить, какую поверхность воды покроет грамм вещества из таких молекул, или какой объем пены оно может образовать. Эти .расчеты совпадают с опытом.

Таким образом мы познакомились с уе-n 1 тройством «оболочки» наших флотационных ^ воздушных шаров и более или менее осве

домлены, из каких «материалов» она может ■

быть построена и с какими особенностями мо- 1

лекулярного строения «вспенивших веществ» I связано ее образование.

Рассмотрим теперь строение молекулы I коллектора-флотореагента, на который воз- 1 лапается при флотации та же роль, которую .1 в воздушном шаре играет веревочная оснаст- I ка. Наиболее употребителен в флотационной -I технике в качестве коллектора ксантат. Это и искусственный флотореагент, продукт сози- j дающей химии. В его молекуле также легкс^ распознать «гидрофобную» часть; она представлена углеводородной цепочкой, присо- ; единенной к центральному углеродному ато- | му через кислород. Имеется также в молеку- J ле ксантата гидрофильная часть в виде , группы SH цли сульфоксила. Но в отличие < от молекул органических кислот здесь имеется также нечто новое, а именно — атом j серы, — элемента, известного своим чрезвы- ¹ чайным сродством к металлам, в частности ¹ как раз к тем, руды которых особенно нуждаются в обогащении. Если продолжить сопоставление минерализированного воз-] душного пузырька, поднимающегося в фло- | тационной машине, с воздушным шаром, то атом серы в молекулах ксантата в «оснастке» i флотационных пузырьков представляют со- I бою как раз те «крючки», за которые зацеплена «воздухоплавательная корзинка». Нам остается сочетать детали в единую картину, |

На нашем рисунке изображен поднявшийся на поверхность минерализированный пузы-. рек воздуха, как он представляется немецко» 1 му ученому Оствальду. При флотации моле- j кулы коллектора устремляются к частицам полезного минерала, прицепляясь к ним сво-я ими молекулярными «крючечками», атомами серы, а молекулы вспенивателя — к пузырь- ; кам воздуха. При встрече воздушного пу-1 зырька с минеральной частицей, эта частица прорывает оболочку пузырька и повисает яа ней, удерживаемая «спасательным поясом» из молекул коллектора. На рисунке, предста-* вляющем разрез минерализированного пу-' зырька, изображены лишь две коллекторные молекулы из этого пояса, — справа и слева. Так как о"ба флотореагента — коллектор и вспениватель расходуются лишь на образо-вание слоев молекулярной толщины, расход их очень мал. Так, ксантата затрачивается всего от 60 до 900 граммов на тонну руды.

Явления природы всегда сложнее, чем наши первые гипотезы, первые попытки уяснить их.

1И во флотации еще многое остается загадочным; но все же «тот, кто понял физическую основу мыльного пузыря, владеет главной тайной флотации», — этого прекраснейшего из завоеваний новейшей техники.