АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Поверхностное натяжение. К поверхностным явлениям относятся процессы, происходящие на границе раздела фаз, в межфазном поверхностном слое

К поверхностным явлениям относятся процессы, происходящие на границе раздела фаз, в межфазном поверхностном слое. Они обусловлены тем, что в поверхностных слоях на межфазных границах вследствие разного состава и строения соприкасающихся фаз и соответственно из-за различия в связях поверхностных атомов и молекул со стороны одной и другой фазы существует ненасыщенное поле межатомных, межмолекулярных сил. Таким образом, особенности поверхностных слоев определяются наличием избытка поверхностной энергии, и свойства их тем сильнее влияют на поведение системы в целом, чем больше удельная поверхность системы. По этой причине атомы и молекулы в поверхностных слоях образуют особую структуру, а вещество принимает особое состояние, отличающееся по свойствам от его состояния в объемах фаз: удельной энергией, плотностью, вязкостью, электрической проводимостью, температурой плавления, кипения, реакционной способностью и другими свойствами.

Поверхностные явления удобно классифицировать в соответствии с объединенным уравнением первого и второго начал термодинамики, в которое входят основные виды энергий. Для любой равновесной гетерогенной системы его можно записать в следующем виде:

dG = -SdT + VdР+ sds + S m_i dn_i + jdq, (4.1)

где G - энергия Гиббса; S - энтропия; T - температура; V – объем; Р – давление;
s – площадь поверхности; m _i – химический потенциал компонента i; n_i – число молей компонента i; j - электрический потенциал; q - количество электричества.

Уравнение (4.1) выражает приращение энергии Гиббса системы через алгебраическую сумму приращений других видов энергии. Стрелки указывают на пять возможных процессов превращения поверхностной энергии: а) в энергию Гиббса; б) теплоту; в) химическую энергию; г) механическую энергию; д) электрическую энергию.

Превращение поверхностной энергии в один из представленных видов отвечает определенным поверхностным явлениям, таким как изменение реакционной способности с изменением дисперсности, электрические явления, адгезия и смачивание, капиллярность, адсорбция.

В соответствии с двумя известными путями снижения поверхностной энергии все поверхностные процессы можно разделить на две группы: первая связана с уменьшением поверхности раздела фаз, вторая – с уменьшением поверхностного натяжения.

Разновидностью второй группы процессов является адсорбция - начальная и неизбежная стадия многих из них, а в ряде случаев проявляющаяся в чистом виде. Она широко распространена в живой и неживой природе, различных областях химии, а также составляет основу многих промышленных и лабораторно-технологических операций.

Дата добавления: 2015-10-11 | Просмотры: 518 | Нарушение авторских прав