Физическая и коллоидная химия. Балдынова Ф.П. - 43 стр.

лочек вокруг коллоидных частиц. В результате преодоле-        между молекулами газа, возникает результирующая сила
ваются силы сцепления между частицами.                        или внутреннее давление, направленная в глубь жидкости.
     Полученные коллоидные растворы разными методами                Чем сильнее различаются межмолекулярные взаимо-
обычно очищают от низкомолекулярных примесей. Очистка         действия, тем больше внутреннее давление. Например, для
производится методами диализа, электродиализа, ультра-        воды внутреннее давление равно 14 800 атм.
фильтрации. Эти методы основаны на применении полу-                 Термодинамическое определение поверхностного на-
проницаемых мембран, легко пропускающих молекулы и            тяжения вытекает из объединенного уравнения первого и
ионы и задерживающих коллоидные частицы.                      второго начал термодинамики. Изменение внутренней энер-
                                                              гии для гетерогенной системы имеет вид:
 Тема: 1. Дисперсные системы и поверхностные явления                        dU = TdS – pdV + σds + ∑µi dni,                                 (II-4)
                       Программа                              где S - энтропия; Т - температура; V - объем; р - давление; s
     Поверхностное натяжение. Удельная поверхностная          – площадь поверхности; µi – химический потенциал компо-
энергия дисперсных систем. Адгезия. Когезия. Смачивание.      нента i; ni – число молей компонента i. При постоянных S,
Уравнение Дюпре-Юнга. Адсорбция на твердой поверхно-          V, ni получим:
сти. Изотермы адсорбции Фрейндлиха и Ленгмюра. Урав-                                         ∂U 
нение БЭТ. Адсорбция на поверхности раздела фаз жид-                                   σ =                 ,                              (II-5)
                                                                                             ∂s  S ,V , ni
кость-газ. Адсорбция поверхностно-активных веществ
(ПАВ). Правило Траубе-Дюкло, уравнение Гиббса и его           т.е. поверхностное натяжение есть частная производная от
анализ. Уравнение Шишковского. Использование адсорб-          внутренней энергии по площади поверхности раздела фаз
ции в методах очистки воды и растворов.                       при постоянных энтропии, объеме, числе молей компонен-
                                                              тов.
                 Методические указания                               Уравнение (II-5) можно записать относительно других
     Наиболее важной характеристикой поверхности явля-        термодинамических потенциалов (энергии Гиббса, энергии
ется поверхностное натяжение. Оно характеризует избы-         Гельмгольца и энтальпии) при соответствующих постоян-
ток поверхностной энергии, приходящийся на 1 м2 межфаз-       ных параметрах:
ной поверхности. Наличие удельной свободной поверхно-                   ∂U               ∂Η                 ∂F        ∂G 
                                                                   σ =                =                 =           =               .
стной энергии объясняется специфической «нескомпенси-                   ∂s  S ,V , ni  ∂s  S , p , n i  ∂s T ,V , ni  ∂s T , p , ni
рованностью» молекулярных сил на поверхности раздела                Наиболее часто поверхностное натяжение выражают
фаз. Для образования новой поверхности затрачивается ра-      через производную от энергии Гиббса при р,Т и ni – const.
бота на выведение некоторого числа молекул из объема фаз
                                                                                        ∂G 
на их поверхность. Взаимодействие между молекулами на                         σ =                      , Дж/м2, Н/м.                (II–5а)
поверхности отличается от взаимодействий в объеме фаз.                                  ∂ s  S ,V , ni
На границе жидкость - воздух силы межмолекулярного                  Поверхностное натяжение σ равно термодинамически
взаимодействия в жидкости больше сил взаимодействия           обратимой, изотермической работе, которую надо совер-

                                                         87   88