ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Особенностью дисперсных систем является наличие большой межфазной поверхности

Особенностью дисперсных систем является наличие большой межфазной поверхности. Молекулы, находящиеся на поверхности раздела фаз, вследствие нескомпенсированности действующих на них сил, обладают повышенной энергией. Мерой поверхностной энергии является поверхностное натяжение (), равное термодинамически обратимой изотермической работе, которую необходимо затратить для увеличения площади межфазной поверхности на единицу. Чем сильнее различаются межмолекулярные взаимодействия в граничащих фазах, тем больше поверхностное натяжение.

Любые процессы протекают самопроизвольно, если они сопровождаются уменьшением свободной энергии. Уменьшение свободной поверхностной энергии возможно либо за счет уменьшения величины межфазной поверхности, либо за счет уменьшения поверхностного натяжения. Стремление частиц принять сферическую форму, процессы коагуляции и коалесценции характерны для индивидуальных веществ, поверхностное натяжение которых постоянно. В тех случаях, когда постоянна площадь межфазной поверхности, самопроизвольно происходят процессы адсорбции – накопления в поверхностном слое частиц, понижающих поверхностное натяжение. Различные виды адсорбции будут рассмотрены в следующих главах.

ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. В чем состоят характерные особенности дисперсных систем?

2. Какова причина возникновения избыточной поверхностной энергии?

3. Что называется поверхностным натяжением? От чего зависит величина ? В каких единицах она измеряется?

4. В чем заключаются причины самопроизвольных поверхностных явлений?

5. Какие поверхностные явления связаны с уменьшением величины межфазной поверхности?

6. Что называется адсорбцией? Чем она обусловлена?

7. Чем можно объяснить тот факт, что деревянную палочку диаметром 1 см сломать легко, а стальной стержень такого же диаметра – практически невозможно?

8. Найдите общую поверхность 1 кг сферических частиц угля, если средний диаметр частиц 7 * 10~² мм, а плотность угля – 1, 8 * 10³ кг/м³.

9. Удельная поверхность силикагеля равна 8, 3 * 10³ м²/кг. Рассчитайте средний диаметр частиц силикагеля, если его плотность равна 2, 2 г/см³.

10.Поверхностное натяжение на границе ртуть-воздух равно 72, 75 * 10^-3 Дж-м^-2. Чему равна избыточная поверхностная энергия капли ртути диаметром 1, 2 мм?

Изучив главу 2, вы должны знать:

1. сущность поверхностного натяжения, почему оно возникает;

2. условия самопроизвольного протекания процессов в поверхностном слое;

3. сущность процесса адсорбции;

4. понятия «избыточная», «абсолютная» и «удельная» адсорбция;

5. особенности физической и химической адсорбции.