Физическая химия. Поверхностные явления и дисперсные системы - 23 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СЗТУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

Если работа адгезии больше работы когезии, то капля жидкости, на-
несенная на поверхность другой жидкости или твердого тела, не будет
существовать в виде капли, а будет растекаться по поверхности, образуя
тонкие слои или поверхностные пленки. Разность между работами адге-
зии и когезии f = W
a
- W
к
называют коэффициентом растекания.
При f ≥ 0 растекание жидкости происходит, при f < 0 растекания нет.
Таким образом, условие растекания капли жидкости 1 по поверхности
жидкости 2 является соотношение W
a
−
W
к
≥ 0 , или, с учетом уравне-
ний (3.1) и (3.2),
σ
20
−
σ
10
−
σ
12
≥ 0
(3.5)
Следовательно, растеканию жидкости 1 по поверхности жидкости 2 спо-
собствует малая величина
σ
10
и
σ
12
и большая величина
σ
20
.
Неполярная жидкость хорошо растекается по поверхности более по-
лярной жидкости, например, нефть по воде. Это явление приводит к обра-
зованию очень тонких пленок на поверхности воды. Подобным действием
обладают все вещества, молекулы которых содержат длинную угле-
водородную цепь с присоединенными к ней полярными группами −ОН,
−СООН, −NO
2
, −SO
3
H и т. п. Растекающееся по поверхности воды веще-
ство образует на ней тонкие слои, толщина которых часто не превышает
размеров молекул - мономолекулярные или монослои. Более того, расте-
кание вещества по поверхности может не ограничиваться образованием
сплошного конденсированного монослоя. При наличии свободной по-
верхности будет образовываться еще более разбавленный слой, молекулы
которого могут и не взаимодействовать между собой, то есть образовы-
вать как бы двумерный газ. Подобно молекулам обычного (трехмерного)
газа они стремятся равномерно распределиться по всей поверхности (дву-
мерному объему) пленки и поэтому обладают давлением расширения или
поверхностным давлением
π
. При уменьшении площади поверхности
пленки это давление увеличивается. Измерение зависимости поверхност-
ного давления от площади пленки - один из основных методов исследо-
вания поверхностных монослоев.
Зависимость поверхностного давления π от площади s, занимаемой
одним молем вещества, исследовал Ленгмюр (рис. 3.4). Резкое увеличе-
ние поверхностного давления при сжатии пленки отвечает образованию
сплошного мономолекулярного слоя, в котором молекулы плотно прижа-
ты друг к другу. Если площадь s, на которой размещен 1 моль вещества,
разделить на число Авогадро, то получим площадь, непосредственно за-
нимаемую одной молекулой.
23

Страницы