Коллоидная химия. Методические указания. Письменко В.Т - 5 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

5
Поэтому поверхностное натяжение можно определить как удельную
работу необходимую для увеличения поверхности фазы на 1 м
2
.
Рис. 1. Межмолекулярное взаимодействие внутри жидкости и
на поверхности раздела «жидкость-газ»
Поверхностное натяжение зависит как от природы самой жидкости, так
и от природы газовой фазы, с которой она находится в контакте. Поэтому
сравнивать поверхностное натяжение различных веществ можно только в
том случае, если эти вещества граничат с одной и той же средой. Обычно по-
верхностное натяжение определяют на границе раздела «вещество – воздух
».
Свободную поверхностную энергию Е можно рассчитать, зная удель-
ное поверхностное натяжение, как произведение поверхностного натяжения
σ на величину поверхности раздела фаз S
Е = σ S.
Увеличение поверхности раздела фаз всегда повышает свободную по-
верхностную энергию системы. Согласно второму закону термодинамики,
всякая свободная энергия системы самопроизвольно стремится к минимуму.
В нашем случае
это возможно как за счет уменьшения поверхности раздела
фаз S так и уменьшения поверхностного натяжения σ, как того и другого
одновременно.
Этим стремлением к уменьшению свободной поверхностной энергии и
объясняется шарообразная форма капель жидкости (из всех геометрических
тел одинакового объема шар имеет наименьшую поверхность), самопроиз-
вольное слияние капель при их контакте
, поднятие жидкости в капиллярах и
т.д. Поэтому коллоидные растворы, обладающие большой поверхностью
раздела фаз и соответственно огромной свободной поверхностной энергией,
с этой точки зрения являются термодинамически неустойчивыми системами.
Растворение в жидкости (А) частиц других веществ (В) ведет к измене-
нию состояния системы. Предположим, что в объеме жидкости, состоящей из
частиц А, содержатся частицы В (рис. 2 а), окруженные частицами А. Энер-
гия взаимодействия частиц А между собой характеризуется энергией Е
А-А
и
значительно больше энергии взаимодействия растворенных частиц В с час-
тицами А (энергия Е
А-В
) т.е.
Е
А-А
> Е
А-В

Страницы