Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Сервис онлайн-записи на собственном Telegram-боте
    Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое расписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
    Для новых пользователей первый месяц бесплатно.
    Чат-бот для мастеров и специалистов, который упрощает ведение записей:
    Сам записывает клиентов и напоминает им о визите;
    Персонализирует скидки, чаевые, кэшбэк и предоплаты;
    Увеличивает доходимость и помогает больше зарабатывать;
    Начать пользоваться сервисом
  • Поверхностные явления






    Поверхностные явления и коллоидные системы

    Цель работы: Изучение явления поверхностного натяжения, смачивания, капиллярных явлений, влияния ПАВ на поверхностное натяжение. Изучение способов получения и свойств микрогетерогенных и ультрамикрогетерогенных (коллоидных систем).

    Общие сведения

    Поверхностные явления

    Рассмотрим систему, состоящую из жидкости, находящейся в контакте с воздухом. Состояние молекул жидкости в поверхностном слое отличается от состояния молекул в глубине жидкости. Причиной этих отличий является то, что силы межмолекулярного взаимодействия с соседними молекулами, действующие на „внутренние” молекулы скомпенсированы, в то время как результирующая сил межмолекулярного взаимодействия для „поверхностных” молекул не равна нулю и направлена в глубину жидкости. Таким образом, на поверхности жидкости образуется слой молекул, обладающих избыточной энергией. Наличие такого слоя проявляется в том, что поверхность жидкости покрыта энергетической пленкой, которая стремится максимально возможно уменьшить площадь поверхности. Это явление получило название – поверхностное натяжение, количественной характеристикой которого служит избыточная энергия единицы площади поверхности – коэффициент поверхностного натяжения (σ). σ = , где Eпов – избыточная поверхностная энергия, S – площадь поверхности.

    Наличие поверхностного натяжения находит проявления в ряде свойств жидкостей. Так, например, капля жидкости стремится приобрести сферическую форму, что соответствует минимальной площади поверхности, на поверхности жидкости могут лежать предметы, материалы которых превосходят плотность жидкости, находясь в контакте с твердыми поверхностями жидкости смачивают или не смачивают последние.

    Явление смачивания или несмачивания обусловлено соотношением коэффициентов поверхностного натяжения контактирующих материалов рис.1. В условиях равновесия выполняется соотношение: σ Т = σ ТЖ + σ ТcosΘ. Жидкость, смачивающая данную поверхность, растекается по ней образуя краевой угол смачивания Θ < 90°, жидкость несмачивающая поверхность стремится собраться в каплю, образуя краевой угол Θ > 90° (рис.2).

     

     

    Явление смачивания лежит в основе капиллярных явлений, которые заключаются в поднятии (в случае смачивания) и опускании (в случае несмачивания) жидкостей в узких трубочках, щелях и порах (рис. 3).

    Жидкость в капилляре поднимается (опускается) до тех пор, пока сила поверхностного натяжения не уравновесится силой тяжести, действующей на столбик жидкости (рис. 4), т.е.:

    Fт = Fн,

    где сила тяжести:

    Fт = mg = ρ Vg = ρ hπ r2g,

    ρ – плотность жидкости;

    h – высота подъема жидкости;

    r – радиус капилляра;

    g – ускорение свободного падения,

    а сила поверхностного натяжения:

    Fн = σ lcos θ =σ 2π rcos θ.

    l – длина окружности капилляра.

     

    Отсюда следует:

    Это соотношение называется уравнением Жюрена.

    Если радиус капилляра изменяется, то возникает сила, заставляющая жидкость двигаться от более широкого конца капилляра к более узкому (рис.5.а).

    В капиллярах с обоими свободными концами возникает сила, стягивающая стенки капилляров. Если стенки капилляров состоят из эластичного материала, то действие стягивающего давления приведет к их деформации (рис. 5.б)

    Добавка к жидкости некоторых веществ приводит к резкому снижению поверхностного натяжения. Такие вещества называются поверхностно-активными (ПАВ).

    При добавке ПАВ к жидкости наблюдается его адсорбция на поверхности раздела фаз, т.е. молекулы ПАВ размещаются преимущественно в поверхностном слое жидкости. Распространение ПАВ по поверхностному слою происходит достаточно быстро, возникающая при этом разность поверхностных натяжений может привести к перемещению предметов, плавающих на поверхности, из областей с более низким поверхностным натяжением в области с более высоким поверхностным натяжением. Добавка к жидкости ПАВ делает возможным длительное существование тонких устойчивых пленок. Это явление можно наблюдать, например, при получении мыльных пузырей. Молекулы ПАВ являются дифильными, т.е. содержат неполярные участки (углеводные радикалы) и полярные группы (-СООН, -ОН, - NO2) (рис.6.).

    К ПАВ относятся мыла, высшие жирные кислоты, спирты. В поверхностных слоях молекулы ПАВ ориентированы. Полярные группы их направленные к полярной жидкости, а неполярные части выталкиваются в неполярную среду.

    Адсорбция молекул ПАВ на поверхности неполярных частичек грязи, например жира, обуславливаит их моющее действие.

    Явление адсорбции – превышение концентрации вещества в поверхностном слое по сравнению с его концентрацией в объеме, наблюдается также на поверхностях твердых тел. Особенно ярко оно проявляется в случае твердых адсорбентов имеющих пористое строение. Адсорбция используется при очистке газов от вредных примесей (противогаз), при очистке жидкостей от нежелательных примесей (в пищевой прмышленности очистка этилового спирта, воды, диффузного сока в сахарном производстве и др.). Явление адсорбции лежит в основе хроматографического метода анализа.






    © 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.