Конспект подготовлен студентами, не проходил проф. Редактуру и может содержать ошибки. Следите за обновлениями на vk. Com/teachinmsu
жүктеу/скачать 3,75 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- ВОЛЬНОЕ ДЕЛО ФОНД
| ВОЛЬНОЕ ДЕЛО
ФОНД КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ МАТВИЕНКО ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ КОНСПЕКТ ПОДГОТОВЛЕН СТУДЕНТАМИ, НЕ ПРОХОДИЛ ПРОФ РЕДАКТУРУ И МОЖЕТ СОДЕРЖАТЬ ОШИБКИ СЛЕДИТЕ ЗА ОБНОВЛЕНИЯМИ НА VK.COM/TEACHINMSU Коалесценция– слияние капель. Изотермическая перегонка – увеличение объема крупных капель за счет мелких. Явления, проходящие с увеличением поверхностной энергии системы: Образование устойчивых лиофильных коллоидных систем, при этом увеличение поверхностной энергии (из-за измельчения частиц) компенсирует- ся их участием в тепловом движении с соответствующим возрастанием энтро- пии (критические эмульсии, микроэмульсии, жидкие кристаллы). Гомогенное образование зародышей новой фазы. Конденсация паров, кристаллизация из раствора и расплава. Увеличение энергии системы из-за образования новой поверхности компенсируется уменьшением химического потенциала при фазовых переходах второго рода. Несамопроизвольные поверхностные явления: Физико-химическая механика: эффект Ребиндера (уменьшение прочности материала), эффект Иоффе (увеличение прочности материала) Механохимия: Активация атомов или молекул поверхностного слоя в мо- мент разрушения. 9 ВОЛЬНОЕ ДЕЛО ФОНД КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ МАТВИЕНКО ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ КОНСПЕКТ ПОДГОТОВЛЕН СТУДЕНТАМИ, НЕ ПРОХОДИЛ ПРОФ РЕДАКТУРУ И МОЖЕТ СОДЕРЖАТЬ ОШИБКИ СЛЕДИТЕ ЗА ОБНОВЛЕНИЯМИ НА VK.COM/TEACHINMSU Лекция 2. Поверхностное натяжение . Капиллярные явления . Поверхностное натяжение Поверхностное натяжение – фактор интенсивности поверхностной энергии. Существование данной энергии обусловлено нескомпенсированностью поля межмолекулярных сил на межфазной поверхности. Если рассмотреть математически , то объединив уравнения 1-го и 2-го начал термодинамики для гетерогенной системы получаем : 𝑑𝑈 = 𝑇 𝑑𝑆 − 𝑃 𝑑𝑉 + 𝜎𝑑𝑆 + 𝑘 ∑︁ 𝑖=1 𝜇 𝑖 𝑛 𝑖 + 𝜙𝑑𝑞 (2) и при 𝑆, 𝑉, 𝑛, 𝑞 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡, 𝜎 = (︂ 𝜕𝑈 𝜕𝑠 )︂ 𝑠,𝑉,𝑛,𝑞 или относительно других потенциалов 𝜎 = (︂ 𝜕𝑈 𝜕𝑠 )︂ 𝑠,𝑉,𝑛,𝑞 = (︂ 𝜕𝐻 𝜕𝑠 )︂ 𝑠,𝑃,𝑛,𝑞 = (︂ 𝜕𝐹 𝜕𝑠 )︂ 𝑇 ,𝑉,𝑛,𝑞 = (︂ 𝜕𝐺 𝜕𝑠 )︂ 𝑇 ,𝑃,𝑛,𝑞 (3) Таким образом, поверхностное натяжение есть частная производная от любого тер- модинамического потенциала по площади межфазной поверхности при соответству- ющих постоянных параметрах. Изменение энергии поверхности можно представить через энергию Гиббса, при- ходящуюся на единицу поверхности 𝐺 = 𝐺 𝑠 𝑆 или 𝑑𝐺 = 𝑑(𝐺 𝑠 𝑆) , тогда 𝜎 = 𝜕𝐺 𝜕𝑠 = 𝐺 𝑠 + 𝑠 (︂ 𝜕𝐺 𝑠 𝜕𝑠 )︂ (4) где второе слагаемое в уравнении зависит от того какое состояние вещества мы рас- сматриваем (табл. 3). Как можно видеть, для растворов добавок не равен нулю, и, следовательно, при изменении площади поверхности меняется состав поверхност- ного слоя. Для индивидуальных веществ такого не происходит. Поверхностное натяжение также можно определить, представив его как работу, расходуемую на обратимый разрыв столбика жидкости с поперечным сечением 1/2 единицы площади, так как при разрыве образуется новая поверхность с площадью единица. Поверхностное натяжение связано с работой, расходуемой на разрыв меж- молекулярных связей. Чем сильнее межмолекулярные связи, тем больше поверх- ностное натяжение на границе с газовой фазой. Единицы измерения поверхностного натяжения Дж/м 2 = H/м. В табл 4 представлено, какие значения принимает энергия поверхностного натя- жения для некоторых веществ. Самую большую поверхностную энергию, и вслед- ствие этого самую большую прочность имеет алмаз, а самую маленькую энергию имеет жидкий гелий, вследствие чего он, например, проявляет свойство сверхтеку- чести. 10 жүктеу/скачать 3,75 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|