Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Свободная поверхностная энергия



Тема 1. Поверхностные явления и адсорбция

Поверхностные явления. Адгезия и когезия.

 

Л е к ц и я

 

 

Саратов – 2012

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение

1.Свободная поверхностная энергия и поверхностное натяжение

2. Адгезия и когезия

3. Смачивание и растекание. Капиллярные явления

Заключение

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. – М.: Химия, 1989. – С. 25 – 31, 78 – 96.

2. Гельфман М., Ковалевич О., Юстратов В. Коллоидная химия. – СПб.: «Лань», 2003. – С. 15 – 19, 70 – 75.

 

 

НАГЛЯДНЫЕ ПОСОБИЯ И ПРИЛОЖЕНИЯ

 

Слайды 4 – 8:

3. Работа когезии и адгезии

4. Краевой угол смачивания

5. Критерии смачивания и несмачивания

6. Капиллярные явления

7. Коэффициенты поверхностного натяжения

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Поверхностные явления имеют особое значение для свойств дисперсных систем, обладающих развитой поверхностью раздела фаз и огромное значение при изучении физики поверхности. С поверхностными явлениями связаны такие процессы, как смачивание и растекание жидкостей по поверхности твердых тел, прилипание, отмывание, поверхностная адсорбция, капиллярные явления, флотация. На этих явлениях основаны различные технологические процессы: крашение и печатание, гетерогенный катализ, применение связующих материалов и клеев, , очистка сточных вод.

 

СВОБОДНАЯ ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯ

И ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ

 

Свободная поверхностная энергия

Всякая поверхность раздела фаз сильно отличается по физико-химическим свойствам от обеих соприкасающихся фаз. Возьмем две соприкасающиеся фазы: газ и жидкость, рассмотрим поведение молекул жидкости внутри объема и на поверхности (рисунок 1)

 
 

 

 


Рис.1. Действие межмолекулярных сил в объеме и на поверхности

Между молекулами существует межмолекулярное взаимодействие. Если молекула находится внутри, она испытывает притяжение со стороны всех соседних молекул. Равнодействующая всех этих сил равна 0. Молекула, находящаяся на поверхности, испытывает притяжение только внутренних молекул (молекулы газа из-за своей разряженности взаимодействует слабо), равнодействующая этих сил направлена внутрь тела, т.е. явно выражено стремление к втягиванию поверхностных молекул внутрь тела, поверхность тела как бы находится в натянутом состоянии и стремится к своему сокращению. Поскольку действие сил на поверхностные молекулы не скомпенсировано, такие молекулы обладают свободной поверхностной энергией. Дадим определение.

Свободная поверхностная энергия – это избыток энергии молекул поверхностного слоя по сравнению с молекулами, находящимися внутри

DE = E* – Eср.

Эта энергия зависит от природы вещества соприкасающихся фаз, от температуры и площади раздела фаз.

Fs = s S, (1)

где Fs – свободная поверхностная энергия, Дж;

S – площадь раздела фаз, м2;

s – коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом поверхностного натяжения (или просто поверхностное натяжение), Дж/м2.

Проанализируем эту формулу.

Как известно, любая система стремится к минимуму энергии. Чтобы уменьшить свободную поверхностную энергию (Fs = sS) у системы есть два пути: уменьшить поверхностное натяжение s или площадь поверхности раздела фаз S.

Уменьшение s происходит при адсорбции веществ на твердых и жидких поверхностях (это является движущей силой адсорбции), при растекании одной жидкости по другой.

Стремление к уменьшению площади поверхности S приводит к слиянию частиц дисперсной фазы, к их укрупнению (при этом удельная поверхность сокращается), т.е. этот процесс является причиной термодинамической неустойчивости дисперсных систем.

Стремление жидкости к уменьшению поверхности приводит к тому, что она стремится принять форму шара. Математические расчеты показывают, что наименьшую площадь при постоянном объеме имеет шар, поэтому частицы жидкости принимают шарообразную форму, если только эти капли не расплющиваются под действием силы тяжести. Капли ртути на поверхности приобретают форму шариков. В невесомости все жидкости приобретают форму шара; шарообразную форму планет также приписывают действию поверхностных сил.

 

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.