Теоретические основы защиты окружающей среды. Ветошкин А.Г. - 26 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

26
Коллоидные системы чрезвычайно разнообразны. Они весьма распростране-
ны в природе и широко используются во многих производствах. Ряд видов
промышленной продукции относится к коллоидным или несколько более
грубодисперсным системам.
Коллоидные частицы, отличаясь максимально развитой поверхностью и
вместе с тем максимальным энергетическим пересыщением, являются наи-
более активными катализаторами (коллоидные платина, палладий, иридий,
осмий
, порошки железа). Коллоидные катализаторы по активности во много
раз превышают гетерогенные катализаторы и активны уже при комнатной
температуре.
Вспомогательные операции ряда производств, в том числе связанных с
защитой окружающей среды от промышленных выбросов, также во многих
случаях основаны на коллоидных процессах. Сюда относится выделение во-
ды из нефти на нефтеперерабатывающих
заводах, разрушение эмульсий, об-
разующихся в химических производствах при промывке того или иного жид-
кого продукта водой. Типичными примерами коллоидных процессов служат
водо- и газоочистка. Водоочистка сводится к коагуляции взвешенных в воде
мельчайших частиц электролитами или к извлечению из воды адсорбцией
ненужных примесей. Газоочистка в электрофильтрах основана на дестабили-
зации и
оседании мельчайших заряженных жидких или твердых частиц на
электроде с противоположным зарядом.
1.7. Поверхностные явления
В основе смачиваемости, капиллярности, гетерогенного катализа лежат те
или иные свойства поверхности, отличные от объемных свойств тела. Отли-
чие обусловлено тем, что молекулы внутри фазы испытывают в среднем
одинаковое притяжение со всех сторон, молекулы же
поверхностного слоя
подвергаются неравному притяжению со стороны внутренних слоев вещест-
ва и со стороны окружающей среды. Так, на границе раздела «жидкость
воздух» молекулы жидкости, находящиеся в поверхностном слое, испыты-
вают большее притяжение со стороны соседних молекул внутренних слоев
жидкости, чем со стороны молекул газа. Это обусловливает избыток свобод-
ной (нескомпенсированной)
энергии в поверхностном слое жидкости. Оче-
видно, что подобное наблюдается и на поверхности твердой фазы. В этих и
аналогичных случаях наличие избытка энергии в поверхностном слое опре-
деляет в конечном счете основные особенности последнего.
Если поверхность сравнительно невелика, то ее влияние проявляется
слабо. Однако по мере увеличения поверхности, например, при измельчении
вещества, влияние поверхностных свойств проявляется все сильнее (в степе-
ни пропорциональной квадрату уменьшения линейных размеров частиц).
Поверхность некоторых веществ (адсорбентов, катализаторов) может дости-
гать нескольких сотен квадратных метров на один грамм их массы.
Из поверхностных явлений наибольшее практическое значение имеют
поверхностное натяжение и адсорбция.
Коллоидные системы чрезвычайно разнообразны. Они весьма распростране-
ны в природе и широко используются во многих производствах. Ряд видов
промышленной продукции относится к коллоидным или несколько более
грубодисперсным системам.
    Коллоидные частицы, отличаясь максимально развитой поверхностью и
вместе с тем максимальным энергетическим пересыщением, являются наи-
более активными катализаторами (коллоидные платина, палладий, иридий,
осмий, порошки железа). Коллоидные катализаторы по активности во много
раз превышают гетерогенные катализаторы и активны уже при комнатной
температуре.
    Вспомогательные операции ряда производств, в том числе связанных с
защитой окружающей среды от промышленных выбросов, также во многих
случаях основаны на коллоидных процессах. Сюда относится выделение во-
ды из нефти на нефтеперерабатывающих заводах, разрушение эмульсий, об-
разующихся в химических производствах при промывке того или иного жид-
кого продукта водой. Типичными примерами коллоидных процессов служат
водо- и газоочистка. Водоочистка сводится к коагуляции взвешенных в воде
мельчайших частиц электролитами или к извлечению из воды адсорбцией
ненужных примесей. Газоочистка в электрофильтрах основана на дестабили-
зации и оседании мельчайших заряженных жидких или твердых частиц на
электроде с противоположным зарядом.

                      1.7. Поверхностные явления

В основе смачиваемости, капиллярности, гетерогенного катализа лежат те
или иные свойства поверхности, отличные от объемных свойств тела. Отли-
чие обусловлено тем, что молекулы внутри фазы испытывают в среднем
одинаковое притяжение со всех сторон, молекулы же поверхностного слоя
подвергаются неравному притяжению со стороны внутренних слоев вещест-
ва и со стороны окружающей среды. Так, на границе раздела «жидкость –
воздух» молекулы жидкости, находящиеся в поверхностном слое, испыты-
вают большее притяжение со стороны соседних молекул внутренних слоев
жидкости, чем со стороны молекул газа. Это обусловливает избыток свобод-
ной (нескомпенсированной) энергии в поверхностном слое жидкости. Оче-
видно, что подобное наблюдается и на поверхности твердой фазы. В этих и
аналогичных случаях наличие избытка энергии в поверхностном слое опре-
деляет в конечном счете основные особенности последнего.
     Если поверхность сравнительно невелика, то ее влияние проявляется
слабо. Однако по мере увеличения поверхности, например, при измельчении
вещества, влияние поверхностных свойств проявляется все сильнее (в степе-
ни пропорциональной квадрату уменьшения линейных размеров частиц).
Поверхность некоторых веществ (адсорбентов, катализаторов) может дости-
гать нескольких сотен квадратных метров на один грамм их массы.
     Из поверхностных явлений наибольшее практическое значение имеют
поверхностное натяжение и адсорбция.
                                   26