Оқулық "Білім беруді дамытудың федералды институты"
Дисперсияның бу қысымы және ерігіштікке әсері
жүктеу/скачать 9,08 Mb. Pdf көрінісі
|
Белик Физикалық және коллоидтық химия
| 8.2.3.Дисперсияның бу қысымы және ерігіштікке әсері.
Кельвин теңдеуі. Алдыңғы бӛлімде Лаплас теңдеуі алынды: ∆p = ζds / dV, ол жазықтық беті қисайған кезде сҧйықтық тамшыларының ішіндегі артық қысымның болуын білдіреді. Қысым ӛзгерген кезде, еркін энергия ӛзгереді: dG = Vdp немесе ∆G = V∆p. Біз ∆p-ні ζds/dVға ауыстырамыз (Лаплас теңдеуінен),сонда ∆G = Vζds/dV. Бҧл теңдеудің сол және оң жақ бӛліктерін мольдің санымен бӛліп аламыз, яғни барлық ӛзгерістерді бір мольге тағайындаймыз: мҧндағы ∆ G/n = G m —Гиббстің мольдік энергиясы; V/n = V m — молярлық кӛлем. Гиббстің мольдік энергиясын былай есептеуге болады Gm = RT ln(p/p s ), мҧндағы p s — жазықтық тегіс беттегі будың қысымы; p — қисық жақызтық ҥстіндегі бу қысымы. Тҥбегейлі алатынымыз (8.38) (8.38) Теңдеуі Келвин теңдеуі деп аталады. Біз сфералық пішіндегі сҧйықтық тамшысын елестетеміз. Бҧл тамшы ҥшін бетінің қисықтығы оң болады және 2/r тең болады. Бҧл жағдайда Keльвин теңдеуі келесі форманы алады: ln(p/p s ) > 0, демек, тегіс жазықтық ҥстіндегіге қарағанда сҧйықтық тамшысының ҥстіндегі будың қысымы жоғары болады және тамшы радиусы неғҧрлым аз болса бҧл қысым жоғары болады. мҧндағы r - тамшы радиусы. Осы теңдеуден жазықтық бетінің қисаюы сҧйықтықтың буларының қысымына қалай әсер ететінін кӛреміз: бетінің оң қисаюы, ln (p / ps)> 0 қатынасы, сондықтан p > ps, яғни p> ps. сҧйықтық қҧлдырауынан жоғары, будың қысымы жоғары деңгейден биік және бҧл қысым тамшы радиусы неғҧрлым жоғары болса, теріс болады. Капиллярды ылғалдандыратын сҧйықтық менискісін қарастыра отырып осындай ойға келеміз. Бҧл жағдайда (8.2.2 бӛлімшені қараңыз) бетінің қисық болуы теріс және тең болады. бҧл жердегі r м , r к — мениска радиусы мен сәйкесінше капилляр радиусы. 237 Осындай жағдай ҥшін Кельвин теңдеуі мынадай болады ' Сонда ln (p / ps) <0 және p жағынан тӛмен және капиллярларда будың конденсациясы (0 <90 °) қысымнан тӛмен қысымда ӛтеді. Осы жағдайға байланысты Кельвин теңдеуі кейде капиллярлық конденсация теңдеуі деп аталады.Дисперсия бӛлшектердің ерігіштігіне қалай әсер ететінін де кӛрсетейік. Ол ҥшін Келвин теңдеуін қолданамыз: мҧндағы s r ,s ∞ —сфералық микро- және макробӛлшектердің ерігіштігі; r r — микробӛлшекің радиусы. Кейінгі теңдеуден кӛретініміз, дисперстіктің артуына байланысты ерігіштік артады, яғни бҧл бӛлшектердің мӛлшері неғҧрлым аз болса, оның ерігіштігі соғҧрлым кӛп болады. Бҧл теңдеу қатты фаза— ерітінді шекарасында фазааралық кернеуді анықтау әдісіне негіз болып табылады. Қатты бӛлшектердің ерігіштігін заттың дисперсиясы ретінде тәжірибелік тҥрде анықтайды және фазааралық кернеуді есептейді. Әдістің кемшіліктері сол ӛлшемдегі бірнеше бӛлшектерді алу қиындықтарында жатыр, сонымен қатар, әдіс анизотропты кристалды органдардың әрбір бетінде ӛзінің аралық шиеленісіне ие болуына мҥмкіндік бермейді. жүктеу/скачать 9,08 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|