Методические указания (с программой) и контрольные задания по коллоидной химии. Часть 1. Цыренова С.Б - 13 стр.

UptoLike

Рубрика: 

- при крашении меха, крашении, отбеливании и стирке
тканей.
Если жидкость или твердое тело имеет поверхность
раздела с другой жидкостью или твердым телом, то между
ними проявляется адгезия (прилипание), т.е. взаимодейст-
вия между приведенными в контакт поверхностями конден-
сированных фаз различной природы. Работа адгезии W и
характеризует межфазное взаимодействие и относится к
единице площади поверхности, выражается уравнением
Дюкре:
W
а
= ( σ
ж-г
+ σ
тв-г
) – σ
ж-т
, где
σ
ж-г
поверхностное натяжение на границе раздела жид-
кость-газ;
σ
тв-г
поверхностное натяжение на границе раздела твердое
телогаз;
σ
ж-т
поверхностное натяжение на границе раздела твердое
тело-жидкость
Уравнение Дюкре утверждает, чем больше работа ад-
гезии Wа (взаимодействие между фазами), тем меньше
межфазное натяжение σ
2,3
. Это уравнение справедливо,
только при Р.Т-const в отсутствии электрического и хими-
ческого взаимодействия между контактирующими телами.
Адгезия и смачивание сопутствуют друг другу, поэто-
му взаимодействие между жидкой и другой конденсирован-
ной фазой можно оценить с помощью краевого угла смачи-
вания (уравнение Юнга). Сложение уравнений Дюкре и
Юнга приводит к уравнению Дюкре-Юнга, позволяющему
рассчитать работу адгезии по экспериментально определяе-
мому косинусу угла смачивания( cos θ):
W
а
= σ
ж-г
(1+ cos θ)
В результате адгезии удельная свободная поверхност-
ная энергия уменьшается на величину, которая характери-
зует работу адгезии, т.е. W
а
= - G
s
Равновесную работу адгезии жидкости можно сопос-
тавить с равновесной работой когезии (слипания). После
нарушения когезии тела образуются две поверхности, со-
прикасающиеся с газовой средой, тогда равновесная работа
когезии будет равна удвоенному значению поверхностного
натяжения двух вновь образовавшихся поверхностей, W
к
=2
σ
ж-г
Превышение работы адгезии W
а
над работой когезии
W
к
характеризуется термодинамическим коэффициентом
растекания f,
f=W
a
– W
k
,
физический смысл которого заключается в изменении энер-
гии системы в результате самопроизвольного протекания
таких поверхностных явлений, как адгезия и смачивание,
чем больше разность между W
a
и W
k
, тем интенсивнее рас-
текание и значительнее смачивание.
РАЗДЕЛ 3.
Адсорбция. Адсорбционное равновесие.
Для дисперсных систем, обладающих высокой сво-
бодной поверхностной энергией, чрезвычайно характерен
процесс адсорбции, заключающийся в накоплении посто-
ронних молекул на поверхности раздела фаз и сопровож-
дающийся энергетическим изменением системы - выделе-
нием или поглощением теплоты. Этот процесс протекает
самопроизвольно и называется адсорбцией. Вещество, на
поверхности которого происходит адсорбция, - адсорбент,
адсорбирующееся вещество -адсорбтив (адсорбат).
Надо иметь в виду, что накопление молекул на твер-
дом адсорбенте (адсорбция) может быть чисто физическим
процессом - физическая адсорбция, или сопровождаться
химической реакцией на поверхности адсорбента -
       - при крашении меха, крашении, отбеливании и стирке        Равновесную работу адгезии жидкости можно сопос-
тканей.                                                      тавить с равновесной работой когезии (слипания). После
       Если жидкость или твердое тело имеет поверхность      нарушения когезии тела образуются две поверхности, со-
раздела с другой жидкостью или твердым телом, то между       прикасающиеся с газовой средой, тогда равновесная работа
ними проявляется адгезия (прилипание), т.е. взаимодейст-     когезии будет равна удвоенному значению поверхностного
вия между приведенными в контакт поверхностями конден-       натяжения двух вновь образовавшихся поверхностей, Wк=2
сированных фаз различной природы. Работа адгезии W и         σж-г
характеризует межфазное взаимодействие и относится к              Превышение работы адгезии Wа над работой когезии
единице площади поверхности, выражается уравнением           Wк характеризуется термодинамическим коэффициентом
Дюкре:                                                       растекания f,
                  Wа = ( σж-г+ σтв-г) – σж-т, где                                      f=Wa – Wk,
σж-г – поверхностное натяжение на границе раздела жид-       физический смысл которого заключается в изменении энер-
кость-газ;                                                   гии системы в результате самопроизвольного протекания
σтв-г – поверхностное натяжение на границе раздела твердое   таких поверхностных явлений, как адгезия и смачивание,
тело – газ;                                                  чем больше разность между Wa и Wk, тем интенсивнее рас-
σж-т – поверхностное натяжение на границе раздела твердое    текание и значительнее смачивание.
тело-жидкость
       Уравнение Дюкре утверждает, чем больше работа ад-
гезии Wа (взаимодействие между фазами), тем меньше                РАЗДЕЛ 3.
межфазное натяжение σ2,3. Это уравнение справедливо,              Адсорбция. Адсорбционное равновесие.
только при Р.Т-const в отсутствии электрического и хими-
ческого взаимодействия между контактирующими телами.              Для дисперсных систем, обладающих высокой сво-
       Адгезия и смачивание сопутствуют друг другу, поэто-   бодной поверхностной энергией, чрезвычайно характерен
му взаимодействие между жидкой и другой конденсирован-       процесс адсорбции, заключающийся в накоплении посто-
ной фазой можно оценить с помощью краевого угла смачи-       ронних молекул на поверхности раздела фаз и сопровож-
вания (уравнение Юнга). Сложение уравнений Дюкре и           дающийся энергетическим изменением системы - выделе-
Юнга приводит к уравнению Дюкре-Юнга, позволяющему           нием или поглощением теплоты. Этот процесс протекает
рассчитать работу адгезии по экспериментально определяе-     самопроизвольно и называется адсорбцией. Вещество, на
мому косинусу угла смачивания( cos θ):                       поверхности которого происходит адсорбция, - адсорбент,
                      Wа = σж-г(1+ cos θ)                    адсорбирующееся вещество -адсорбтив (адсорбат).
       В результате адгезии удельная свободная поверхност-        Надо иметь в виду, что накопление молекул на твер-
ная энергия уменьшается на величину, которая характери-      дом адсорбенте (адсорбция) может быть чисто физическим
зует работу адгезии, т.е. Wа= - ∆Gs                          процессом - физическая адсорбция, или сопровождаться
                                                             химической реакцией на поверхности адсорбента -