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
|
| 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 и, следовательно (𝑝(𝑟) − 𝑝 0 ) 𝑝 0 ≈ 2𝜎𝑉 𝑚 𝑟𝑅𝑇 (21) В приложении закона Томпсона к каплям мы можем говорить о так называемой изотермической перегонке – испарении малых капель и конденсация пара на более крупных частицах, а также на плоской поверхности Величина 𝑅𝑇/𝑉 𝑚 близка к мо- лекулярному давлению (𝐾), поэтому отношение 2𝜎𝑉 𝑚 /𝑟𝑅𝑇 ≈ 𝑝 𝜎 𝐾 . Классическим примером изотермической перегонки является формирование дождя – укрупнение малых капель за счет испарения больших в облаках. Растворение кристалла можно рассмотреть аналогично испарению жидкости (урав- нение Гиббса-Френдлиха-Оствальда) 𝑙𝑛 𝑐 𝑟 𝑐 ∞ = 2𝜎𝑉 𝑚 𝑟𝑅𝑇 (22) где 𝑐 𝑟 – растворимость вещества в высокодисперсном состоянии при наличии ис- кривленной поверхности 𝑐 ∞ – растворимость крупных частиц вещества Например данному закону подчиняется самопроизвольное укрупнение частиц кристалличе- ских осадков за счет диффузионного переноса веществ от малых кристаллов к большим (рост кристаллов). Также из закона следует зависимость растворимости вещества от кривизны поверхности частиц 𝑐(𝑟) = 𝑐 0 𝑒𝑥𝑝 (︂ 2𝜎𝑉 𝑚 𝑟𝑅𝑇 )︂ (23) Данная зависимость описывает явление рекристаллизации, например, практиче- ски нерастворимые вещества в дисперсном состоянии благодаря повышенной рас- творимости начинают показывать биологическую активность (химия Au). Если вернуться к уравнению 𝑑𝐺 𝑑𝑖𝑠𝑝 = −𝑆𝑑𝑇 + 𝑉 𝑑𝑃 , и принять 𝑆 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡 (условие фазового перехода), тогда путем преобразований можно найти изменение темпера- туры фазового перехода (плавления и испарения) при уменьшении размера частиц: ∆𝑇 = 𝜎 𝑑𝑠 𝑑𝑉 𝑉 𝑚 ∆𝐻 𝑇 0 (24) Например, калий при радиусе частиц 20 нм имеет температуру плавления −223 𝑜 𝐶, когда при макроразмерах она составляет 63 𝑜 𝐶 . При уменьшении кривизны поверхности увеличивается химическая активность вещества. Ярчайшим примером является взрывоопасность измельченных взвесей в обычном состоянии не опасных материалов (мука, угольная пыль, алюминиевая пудра) Причиной повышенной химической активности является резкое увеличение разорванных химических связей при образовании поверхности раздела в результате диспергирования. Поведение капли на границе раздела фаз Рассмотрим поведение капли на границе раздела фаз твердое газ (рис.5). По геометрическому построению получаем 𝑐𝑜𝑠𝜃 = (𝜎 тг − 𝜎 тж. )/𝜎 жг (25) 16 жүктеу/скачать 3,75 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|