Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Жұғу құбылысы






Сұ йық тық тамшысы қ атты дененің бетіне тү скенде мындай ү ш тү рлі жағ дай болуы мү мкін:

1. Тамшы қ атты дененің бетіне жайылып кетеді.

2. Тамшы қ атты дене бетінде шар тә різді болып қ алуы мү мкін.

3. Тамшы қ атты дененің бетінде, онымен шеттік бұ рыш жасай аздап жайылады.

Шеттік бұ рыш деп ү ш фазаның қ иылысқ ан нү ктесі арқ ылы сұ йық тық тамшысына жү ргізілген жанаманың сұ йық тық жағ ынан алынғ ан бұ рышты айтады. /1.4. суретте стрелкамен кө рсетілген/

 

 

 

1.4. - сурет. Жұ ғ удың шеттік бұ рыштары

 

Егер сұ йық тық тамшысы қ атты дене бетіне толық жайылып кетсе, иә сү йір бұ рыш жасай жайылса, онда ол бетке сұ йық тық жұ ғ ады деп қ арастыруғ а болады. /1.4а сурет/

Ә рине қ атты дене бетіне, олардың ауа аралығ ында беттік керілуін азайтатын сұ йық тық тар ғ ана жұ ғ ады. Мысалы ү шін су полярлы минералдық заттардың /яғ ни иондық, иә полярлығ ы байланысы бар заттардың / бетіне жұ ғ ады, яғ ни онда денелердің бетінде су иә толық жайылып кетеді де, иә сү йір бұ рыш жасай жайылады.

Қ атты дененің су жұ ғ атын беттерін - гидрофильдік беттер / су ұ нататын бет/, ал су жұ қ паса, онда - гидрофобтық беттер /суды ұ натпайтын/ деп айтады. Ендеше су жұ қ пайтын беттерде су тамшысы жайылмайды жә не доғ ал бұ рыш жасай орнығ ады. Су орнына басқ а сұ йық тық тарды қ арастырғ анда олардың жұ ғ у жұ қ пауына байланысты беттер жалпы алғ анда лиофильдік жә не лиофобтық беттер боп екіге бө лінеді. Лиофильдік бет деп сұ йық тық жұ ғ атын, ал лифобтық деп сұ йық тық жұ қ пайтын бетті айтады. Сонымен сұ йық тық жұ қ қ ан кезде шеттік бұ рыш сү йір, яғ ни Ө < 900, ал жұ қ пағ ан кезде Ө > 900. Ал сұ йық тық қ атты дене бетінде толық жұ қ қ анда, онда Ө =0 тең, ал толық жұ қ пағ анда шеттік бұ рыш 1800-ке тең болмайды, ө йткені аз да болса тамшының ауырлық кү ші ә сер етеді.

s
3, 1
s
3, 2
s
2, 1
 
s
2, 1
×
cos
q

1.5. – сурет. Жұ ғ уды беттік керілу кү штері арқ ылы сипаттау

 

Қ атты дене бетінде сұ йық тық тың тамшысына тү сірілген, онда толық жұ қ пағ ан кездегі жағ дайда қ арастырайық. /1.5 - сурет/. Бұ нда жұ ғ у периметрі деп ә рекеттесіп отырғ ан ү ш ортаның - сү йық тық тың 2, ауаның 1 жә не қ атты дененің 3- шекарасын айтады. Осы жұ ғ у периметріне ү ш тү рлі кү ш ә сер етеді, олар:

1. Сұ йық тық пен қ атты дене арасындағ ы беттік керілу – σ 3, 2

2. Сұ йық тық пен ауаның арасындағ ы беттік керілу – σ 2, 1

3. Қ атты дене мен ауаның арасындағ ы беттік керілу – σ 3, 1.

Тепе-тең дік шеттік бұ рышы осы ү ш кү штің проекцияларының қ осындысы 0-ге тең болғ анда орындалады. Бұ л тепе-тең дік жағ дайды (1807 ж.) Юнг формуласы арқ ылы жазуғ а болады:

Бұ дан

Бұ л формуланы термодинамикалық жолмен Адамсон да қ орытып шығ арғ ан болатын. Адамсон бойынша сұ йық тық бетте аздап жылжығ анда тамшымен жабылғ ан бет Δ S-ке артады. Бұ л кезде беттің еркін энергиясының ө згерісі Δ Gs мынадай болады:

 

Δ Gs = Δ S(s3, 2 - s3, 1) + Δ Ss2, 1 cos(q+Δ q)

Мұ ндағ ы Δ θ –шеттік бұ рыштың ө згерісі. Тепе-тең дік жағ дайда:

 

болады. Ендеше:

s3, 2= s3, 1 + s2, 1 cos q=0; бұ дан: cosq = (s3, 1 - s3, 2)/s2, 1.

СоsӨ шамасы сұ йық тық тық бетке жұ ғ у қ ұ былысын сандық тү рде сипаттайтын болғ андық тан, оны жұ ғ у деп атап, В деп белгілеу келісілген. Ендеше толық жұ ғ у болғ анда /Ө =0/ В= + 1, ал толық жұ қ пайтын гипотезалық жағ дайда /Ө =180/ В= - 1:

Сонымен сұ йық тық молекулаларының арасындағ ы ә рекеттесу кү ші сұ йық тық молекулалары мен қ атты дене молекулаларының ә рекеттесу кү шінен аз болса жұ қ пайды.

Жұ ғ у қ ұ былысын ауа орнына бірінші сү йық тық ерімейтін жә не тығ ыздығ ы бірінші сұ йық тық тың тығ ыздығ ынан аз, екінші бір сұ йық тық алғ анда да байқ ауғ а болады. Ә рине екі сұ йық тық ты қ арастырғ анда қ атты дене бетіне қ айсысының полярлығ ы қ атты дененің полярлығ ына жақ ын болса, сол сұ йық тық жұ ғ ады. Жақ сы жұ ғ атын сұ йық тық ты қ арастырып отырғ ан бет ү шін таң дамалы жұ ғ у қ абілеті кү шті сұ йық тық деп айтады.

Таң дамалы жұ ғ у қ ұ былысын П.А. Ребиндер зерттеген болатын. Егер қ атты дене бетіне таң дамалы тү рде су жұ ғ атын болса, шеттік бұ рыш сү йір болады да Ө < 90, B=CosӨ > 0, онда бетті жоғ арыда айтылғ андай гидрофильдік бет деп айтады. Судың таң дамалы жұ ғ уы су мен беттің полярлығ ының айырмашылығ ы, полярсыз кө мірсутек пен беттің полярлығ ының айрмашылығ ынан аз болғ анда байқ алады. Су ү шін гидрофильдік беттерге мынадай заттардың беттер жатады: кварц, шыны, гипс, малахит, силикаттар, карбонаттар сульфаттар, жә не металдардың оксидтері жә не т.б. Органикалық заттардың ішінде гидрофильдік бетке целлюлоза беті жатады.

Егер қ атты денеге кө мірсутек жұ ғ атын болса, су ү шін Ө > 90, ал
В= CosӨ < 1, онда бетті гидрофобтық, иә олеофильдік бет деп атайды. Бұ ндай бет ү шін қ атты дене мен кө мірсутек полярлығ ының айырмашылығ ынан аз болады. Мысалы ү шін олеофильдік бетке кө мірсутекті радикалдары бар органикалық заттар, ал анорганикалық заттардан ауыр металдардың сульфидтері, графит, кү кірт, т.б. жатады.

Егер Ө =900 болса, аралық жағ дай болады да, онда екі сұ йық тық та да таң дамалы жұ ғ у болмайды.

Біз жоғ арыда жұ ғ у қ ұ былысын шеттік бұ рыш арқ ылы сипаттадық. Шеттік бұ рышты анық тау ү шін тамшы тамғ ызып оның кө лең кесін сә уле шоғ ыры арқ ылы экранғ а тү сіреді де, сол кө лең кедегі ү ш фазаның қ иылысқ ан нү ктесі арқ ылы тамшығ а жанама жү ргізіп бұ рышты ө лшейді. Ал егер ө зара араласпайтын /ерімейтін/ сұ йық тық тарда шеттік бұ рышын жең іл сұ йық тың қ ұ йылғ ан ыдысқ а пластинканы горизонтальдық тү рде батырып, оғ ан екінші сұ йық тық тың /ауыр сұ йық тық тың / тамшысын тамызып жоғ арыда айтылғ андай етіп табады. Ә рине бұ л-шеттік бұ рышты анық таудың қ арапайым тә сілі, ал оны анық таудың ө те дә л, жә не кү рделі тә сілдері коллоидтың химияның практикумдерінде жазылғ ан.

Шеттік бұ рыштың шын мә нін табу ө те қ иынғ а соғ ады. Ө йткені қ атты дененің бетінде ә рқ ашанда бетті ластайтын басқ а заттардың аздағ ан мө лшері ә сер етеді. Кө птеген металдардың беттері тотығ ып, тотық тардың бө лінбейтін пластинкаларынан тұ руы мү мкін. Осы себепті шеттік бұ рышты ө лшегенде ә рі таза, ә рі тотық бағ ан беттермен жұ мыс істеу керек. Бұ дан басқ а қ атты денелердің беттері ауаны жақ сы адсорбциялайтыны белгілі. Ал адсорбцияланғ ан ауа сұ йық тық тың жұ ғ уын нашарлатады, ө йткені сұ йық тық бетте жайылу ү шін, сол беттегі адсорбцияланғ ан ауаны ығ ыстырып шығ аруы керек. Осы себепті тепе-тең дік беттік бұ рышы бірден емес белгілі бір уақ ыттан кейін қ алыптасады.

Тепе-тең дік беттік бұ рыштың осылай кешігіп қ алыптасуын жұ ғ удың гистерезисі деп атайды. Осындай гистерезистің ә серінен кейде беттік бұ рыш ө зінің тепе-тең дік мә ніне жетпейді де. Жоғ арғ ы да айтылғ андай ауаны ығ ыстыру арқ ылы болатын гистерезисті кейде жұ ғ удың кинетикалық гистерезисі деп айтады. Одан басқ а бет кедір-бұ дыр болғ анда кедергі кү шін жең у ә серінен болатын жұ ғ удың статикалық гистерезисі де болады. Сондық тан беттік бұ рышты анық тағ анда гистерезисті болдырмау ү шін беттік бұ рышты тө мендегідей ә дістемемен ө лшейді. Қ атты денені жұ ғ атын сұ йық тық қ ұ йылғ ан ыдысқ а батырады. Сұ йық тық толық жұ қ қ ан кезде оның бетіне астындағ ы шық қ ан ауа кө піршігін тұ мсығ ы қ айырылғ ан тамшуыр арқ ылы орнық тырады да, оның беттік бұ рышын жоғ арғ ы да айтылғ андай ө лшейді. Тек ө лшегенде ауа жағ ынан емес сұ йық тық жағ ынан есептеу керек. Бұ л жолмен біз жұ ғ удың кинетикалық гистерезисін болдырмаймыз, ал жұ ғ удың статикалық гистерезисін болдырмас ү шін дененің беті таза жә не тегіс болуы керек. Жұ ғ у қ ұ былысын шеттік бұ рыштан басқ а адгезия жұ мысы, жұ ғ у жылуы сияқ ты шамалар арқ ылы сипаттауғ а болады. Ә сіресе бұ л шеттік бұ рышты ө лшеу қ иынғ а соғ атын жағ дайларда ө те қ олайлы. Енді осы шамаларғ а тоқ талайық.

 






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.