Поверхностное натяжение, его определения и размерности

Классификация поверхностных явлений.

Классификация дисперсных систем по взаимодействию дисперсной фазы и дисперсионной среды.

Классификация дисперсных систем по размерам частиц дисперсной фазы.

Подразделяются на 1) ультрадисперсные (ультрамикрогетерогенные) частицы, размер 1-100нм 2) микрогетерогенные 10^-7(-6)-10^-5(-4) (1-100мкм) 3) грубодисперсные больше 10^-4

Sуд

1-молекулярнодисперсные(не могут образовывать

дисперсных фаз)

1 2 3 4 2- ультрадисперсные

3- микрогетерогенные

4- грубодисперсные

d, м

4. Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсной среды.

Дисперсионная среда	дисперсная фаза	условное обозначение	название
твердые золи
тв	тв	т/т	сплавы
тв	ж	ж/т	пористая система
тв	г	г/т	твердая пена
лиозоли
ж	тв	т/ж	золи (нм), суспенции (мкм)
ж	ж	ж/ж	эмульсии
ж	г	г/ж	пены
аэрозоли
г	тв	т/г	дым
г	ж	ж/г	туман
г	г	г/г	не существует

лиофильные	лиофобные
сольватированны	не взаимодействуют
образуются самопроизвольно	образуется принудительно с затратой работы
образование сопровождается уменьшением свободной энергии.↓ ΔF	есть избыток свободной энергии ΔF>0
устойчивы	устойчивы только в присутствии стабилизатора
обратимы	необратимы
термодинамически равновесны	термодинамически не равновесны
σмф< σкр	σмф> σкр

6. Классификация дисперсных систем по взаимодействию частиц дисперсной фазы.

Свободнодисперсные системы(без структурные системы, аэрозоли, дымы, суспензии, эмульсии)

Связнодисперсные системы(гели, пены эмульсии).

1) физические- изотермическая перегонка, смачивание, коагуляция (способность к выпадению осадка при механическом воздействии или добавлении электролита, происходит без теплового эффекта); в твердых телах- трение, адгезия.

2) химические- адсорбция, коррозия dG=SdT+VdP+σdS+Σμ_in_i+φdq

1) σdS ↔dG, увеличение дисперсности следовательно увеличение реакционоспособности

2) σdS ↔SdT, может переходить в теплоту(при изотермической перегонке, смачивании)

3) σdS ↔ VdP,может переходить в механическую энергию (при адсорбции, адгезии)

4) σdS ↔ Σμ_in_i, может переходить в химическую энергию (когезия)

5) σdS ↔ φdq, может переходить в электрическую энергию (двойной электрический слой)

Термодинамика поверхностного слоя

δ толщина поверхностного слоя

8. Общие причины отличия состояния поверхностного слоя от объемных фаз. Изменение плотности свободной энергии на границе раздела в лиофобных и лиофильных системах.

Отличия:1) отличие внутренней энергии U^α≠U^β≠U^s 2) взаимодействие в поверхностном слое осуществляется в нескомпенсированном силовом поле.

Несимметричное силовое поле(на поверхности) сила направлена в более плотное силовое поле dA=-σdS dF=σdS

σ поверхностное натяжение- обратимая изотермическая работа

образования единицы поверхности, которая затрачивается на преодоление межмолекулярных сил и переходит в поверхностную энергию; сильно зависит от температуры и полярности вещества. плотности в различных фазах не равны между собой (f)

3) число компонентов не равны между собой n_i^α≠n_i^β≠n^s 4) S ^α≠S ^β≠S^s

S^s >S^β S^s >S^α

Интенсивные и экстенсивные свойства гетерогенных систем

Интенсивные свойства- при составлении сложной системы выравниваются независимо от количества (p,T,μ_i, (дF/д v);

δ-толщина поверхностного слоя

f δ≈10А°, F>0 f δ≈100-1000А°

f f

Лиофобная система лиофильная система

Экстенсивность- при составлении сложной системы свойства складываются, зависят от количества вещества (m, n_i, U, S, F, G)Uα=U^β=U^s

Поверхностное натяжение- изменение свободной энергии приходящееся на единицу площади. Σ- расстояние по обе стороны от границы раздела фаз за пределами которого св-ва слоя перестают отличаться от свойств объемных фаз; сила действующая на единицу длинны контура, направленная тангенсально к нему и стремящаяся этот контур сократить. (Дж /м²б Н/м), (эрг/см², дин/см).

Дата добавления: 2014-01-06