Физическая химия. Поверхностные явления и дисперсные системы - 8 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СЗТУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

Из вышесказанного следует, что при постоянных температуре и
давлении поверхностная энергия Гиббса пропорциональна площади по-
верхности s :
.dуd sG
s
=
(1.4)
В случае границы двух конденсированных фаз коэффициент σ называется
межфазным натяжением.
Понятие "поверхностное (межфазное) натяжение" было введено в
физику еще до того, как была развита термодинамика поверхностных яв-
лений. Величину σ рассматривали ранее как силу, направленную тан-
генциально к поверхности и стягивающую ее. Однако такая трактовка
может привести к ошибочному выводу о том, что существуют особые, от-
личные от межмолекулярных, “поверхностные” силы и увеличение по-
верхности есть результат ее растяжения, т.е. увеличение расстояния меж-
ду молекулами в поверхностном слое. Размерность величины σ − энер-
гия на единицу поверхности Дж/м
2
или, что то же самое, − сила на
единицу длины н/м.
Поверхностное натяжение является результатом нескомпенсиро-
ванности межмолекулярного взаимодействия в разных фазах. Поэтому
оно определяется разностью энергий взаимодействия молекул внутри ка-
ждой фазы и взаимодействия молекул различных фаз.
Интенсивность (сила) молекулярных взаимодействий внутри фазы в
теории поверхностных явлений обычно определяют термином поляр-
ность. Полярность связана с такими параметрами вещества, как диполь-
ный момент, диэлектрическая проницаемость, поляризуемость молекул
и их способность к образованию водородной связи. Самым малым по-
верхностным натяжением обладают сжиженные инертные газы, поскольку
их молекулы мало поляризуемы. Поверхностное натяжение органических
жидкостей возрастает с увеличением их полярности. Благодаря наличию
водородных связей вода обладает высоким значением поверхностного на-
тяжения. Еще выше поверхностное натяжение у расплавов солей и метал-
лов, для которых характерна ионная связь.
На границе двух жидкостей действие силовых полей аддитивно и
значение межфазного натяжения определяется разностью интенсивности
силовых полей. Согласно правилу Антонова, межфазное натяжение сис-
темы жидкость 1 – жидкость 2 равно разности поверхностных натяже-
ний взаимно насыщенных растворов обеих жидкостей на границе с возду-
хом:
212,1
ууу
′
−
′
′
=
,
(1.5)
8

Страницы