procesele abstracte ale adeziunii și de coeziune - rezumate bancare, eseuri, rapoarte, documente de termen și dizertații

Adeziunea. Coeziune. Umectarea și împrăștierea lichidului

Conceptul de coeziune și adeziune. Umezirea și răspândire. Activitatea de adeziune și coeziune. ecuația Dupre. Unghiul de contact. legea lui Young. suprafață hidrofobă și hidrofile

În sistemele eterogene distinge interacțiunile intermoleculare în interiorul și între faze.

Coeziune - atragerea atomilor și moleculelor în interiorul fază separată. Ea determină existența substanței în stare condensată, și pot fi cauzate de forțe intermoleculare și interatomice. Noțiunea de adeziune, de umectare și de răspândire sunt interacțiuni interfaciale.

Adeziunea asigură conexiunea între două corpuri anumită putere din cauza forțelor fizice și chimice intermoleculare. Luați în considerare procesul de coeziune caracteristică. Lucrul consumul de energie de coeziune determinate de către un organism proces de discontinuitate inversabile pe aria secțiunii transversale egală cu unitatea: Wk = 2CHS în cazul în care Wk - munca de coeziune; tensiune superficială s-

Deoarece diferența se formează la suprafață în două zona paralelă, raportul apare în ecuația 2. Coeziunea reflectă interacțiunea intermoleculară în cadrul fazei omogene, aceasta poate fi caracterizată prin parametri, cum ar fi energia rețelei cristaline, presiunea internă, volatilitatea, punctul de fierbere, aderența la rezultat sistem de aspirare reducerea energiei de suprafață. munca de adeziune se caracterizează prin activitatea unui decalaj reversibil legătură adezivă pe unitatea de suprafață. Se măsoară în aceleași unități ca și tensiunea superficială. Activitatea totală de aderență atribuită întreaga zona de contact tel: Ws = WaS

Astfel, adeziunea - munca la rupere forțele adsorbanți pentru a forma o nouă suprafață în 1m2.

Pentru a obține o relație între aderența muncii și tensiunea superficială a componentelor care interacționează, ne imaginăm două faze condensate 2 și 3 având o suprafață pe interfața aer 1, egal cu unitatea de zona (Fig. 2.4.1.1).

Presupunem că fazele sunt reciproc insolubile. La combinarea acestor suprafețe, adică, atunci când sunt aplicate într-un alt o substanță de adeziune fenomen se produce deoarece a devenit un sistem cu două faze, atunci există interfaciale S23 tensiune. Ca rezultat, sistemul energetic inițial Gibbs este redusă cu o valoare egală cu activitatea de adeziune:

schimbarea de energie Gibbs a sistemului în procesul de aderare:

Aceasta reflectă legea de conservare a energiei pentru adeziune. Rezultă că activitatea de adeziune este mai mare, cu atât mai mare tensiunea superficială a componentelor inițiale, iar mai puțin tensiunea interfacială finală.

Tensiunea interfacială va fi egal cu 0 atunci când suprafața interfacială dispare, ceea ce se întâmplă atunci când o dizolvare completă a fazelor

Având în vedere că Wk = 2s, și să se înmulțească pe partea dreapta printr-o fracțiune, obținem:

în care WK2, WK3 - faze de lucru coezive 2 și 3.

Astfel, dizolvarea condiției este că activitatea de adeziune între organismele care interacționează trebuie să fie egală sau mai mare decât valoarea medie a sumei lucrărilor de coeziune. Din activitatea de coeziune este necesar să se facă distincția forța de adeziune Wt.

Wp - lucru pe cheltuit distrugerea legăturii adezive. Această valoare este diferită prin aceea că ea include activitatea rupea legăturile intermoleculare Wa, iar lucrarea cheltuită pe deformarea componentelor conexiunii adeziv Wdef:

Mai puternică legătura adezivă, cu atât mai mare deformare va fi supusă componentelor sistemului în procesul de distrugere. munca de deformare poate depăși activitatea reversibilă de aderență de mai multe ori.

Umezirea - fenomen de suprafață, care constă în reacția unui lichid cu un solid sau un alt corp de lichid în prezența contactului simultan trei faze nemiscibile, dintre care una, de obicei, este un gaz.

Gradul de umectare a unei cantități adimensional caracterizată prin cosinusul unghiului de contact sau un unghi de contact. În prezența picăturilor de lichid pe o suprafață a procesului de fază lichidă sau solidă, există două, cu condiția ca fazele sunt reciproc insolubile.

Lichidul rămâne pe suprafața cealaltă fază sub formă de picături.

Droplet se intinde pe suprafata.

Fig. 2.4.1.2 prezintă o picătură pe o suprafață solidă în condițiile de echilibru.

Energia de suprafață a corpului solid, care caută să scadă, picătură se întinde pe suprafață și este S31. energia interfacială la solid - lichid tinde să comprime picătură, și anume energia de suprafață este redusă prin scăderea ariei suprafeței. Răspândirea împiedica forțele de coeziune care acționează în interiorul meniurile. Acțiune forțe coezive direcționată de granița dintre faze lichide, solide și gazoase la o tangentă la suprafața sferică a sondei de cădere și S21. Q Unghiul (teta) format de tangenta la suprafețele interfaciale ale fluidului de umectare de limitare, are un vârf la interfața dintre cele trei faze se numește unghiul de contact și higroscopicitatea. La echilibru se stabilește următoarea relație

Prin urmare, caracteristica cantitativă umectare ca cosinusul unghiului de contact. Cu cat unghiul de contact și, în mod corespunzător, cu atât mai mare cos q, mai bine de umectare.

Dacă cos q> 0, atunci suprafața este bine umezit cu acest lichid, dacă cos q <0, то жидкость плохо смачивает это тело (кварц – вода – воздух: угол q = 0; «тефлон – вода – воздух»: угол q = 1080). С точки зрения смачиваемости различают гидрофильные и гидрофобные поверхности.

Când 0<угол q<90, то поверхность гидрофильная, если краевой угол смачиваемости q>90, hidrofobic de suprafață. Convenabil pentru calcularea cantității de funcționare a formulei de adeziune este obținută printr-o combinație cu formula și Legea Dupree Young:

Din această ecuație putem vedea diferența dintre fenomenele de adeziune și umectabilitate. Împărțind ambele părți de 2, obținem

Deoarece umidificarea cantitativ caracterizat cos q, apoi conform ecuației este determinată de raportul dintre activitatea de adeziune la activitatea de coeziune pentru lichidul de umectare. Diferența dintre aderența și umectarea este că udarea are loc în prezența contactului cu trei faze. Următoarele concluzii pot fi trase din această ecuație:

1. Atunci când q = 0 cos Q = 1, Wa = Wk.

2. Când q = 900 cos q = 0, Wa = Wk / 2.

3. Atunci când q = 1800 cos q = -1, Wa = 0.

Această din urmă Raportul nu este realizat.

Raspandirea coeficient de Harkins. Stare împrăștiere și umectare. efect Marangoni. regula Antonova

Luați în considerare starea 2 lichid răspândire pe întreaga suprafață 3. Această condiție poate fi obținut din legea lui Young, presupunând că procesul are loc atunci când q <0. Тогда s31 і s23 + s21.

În aceste condiții, echilibrul devine imposibilă și se răspândește. Din ecuația rezultă că scăderea tensiunii interfaciale și o tensiune superficială s21 s23 scădere a lichidului promovează răspândirea. Dacă diferența dintre S31 și S23 pentru a înlocui expresia ecuației Dupre, obținem condiția ca o răspândire

Astfel, răspândirea are loc atunci când activitatea de adeziune este mai mare decât activitatea de lichid de coeziune răspândire. Diferența dintre laturile din stânga și din dreapta ale inegalității numit factor de răspândire sau de răspândire a coeficientului f de Harkins F

Când pozitiv coeficientul de răspândire a fluxurilor de lichid, un negativ - nu curge. răspândirea lichidului cu o tensiune superficială mai scăzută a lichidului folosit la # 7899; lshim tensiune superficială numit efect Marangoni. înțeleagă Dedesubtul mișcarea în straturile superficiale cauzate de gradientul tensiunii superficiale. De obicei, neuniformitatea tensiunii superficiale cauzate de inegalitatea compoziției și a temperaturii în diferite puncte ale interfeței. In timpul vine de la joasă tensiune laterală b # 7899; tensiunile lshih din cauza reducerii spontane a energiei de suprafață Gibbs. Presupunând că fluxul urmează legea lui Newton, presiunea de schimbare de tensiune este înregistrată după cum urmează:

unde x - direcție pe suprafața în direcția de mișcare a fluidului.

Când răspândirea agenților soluție activi de suprafață (surfactanți), gradientul tensiunii superficiale poate fi descompusă în doi termeni:

în care - descrie activitatea de suprafață a substanțelor tensioactive (surfactanți);

- gradient de concentrație în direcția de deplasare.

Viteza de curgere a soluției în stratul interfacială este proporțională cu tensiunea de forfecare:

unde DC - diferența de concentrație în stratul de suprafață, înlocuind un gradient de concentrație.

Din această relație rezultă că viteza de curgere a suprafeței soluției este mai mare, cu cât activitatea de suprafață a solutului și mai mare diferența de concentrație în direcția de deplasare. Efectul joacă un rol important în procesele de transfer de masă.

În cazul în care un lichid este în contact cu cealaltă, apoi a lungul timpului este saturarea lor reciprocă. Ca rezultat, diferența dintre tensiunile superficiale ale fazelor este redusă, ceea ce conduce la deteriorarea răspândire. factorul răspândire este redus la aproape zero. Este posibil să se formuleze regula Antonov, potrivit căreia formula factorului de împrăștiere pentru sisteme cu un singur lichid saturat devine

în care S31, S21 - tensiunea superficială a celor două lichide saturate și s23 reciproc - tensiunea interfacială la limita dintre lichide saturate reciproc.

În cazul în care lichidul nu se întinde pe fiecare parte, atunci când saturație reciprocă coeficient de raspandire este negativ, acest lucru duce la o creștere a unghiului de contact, nerespectarea normelor Antonov.

Adsorbția ionilor asupra cristalului. fenomene electrocinetice

Formarea și structura DES. potențial electrocinetic. Reguli pentru micele scris

Adsorbția de electroliți se reduce la adsorbția ionilor, adică Ionii trece de la o etapă la alta. Acest fenomen conduce la formarea stratului dublu electric (EDL). Ionii de tranziție datorită valorilor de diferență ale potențialului chimic al componentelor (ioni) în fazele alăturate. Ionii trec dintr-o fază cu o valoare mare de # 61549, # 61489, # 61472, și în fază cu o valoare mai mică # 61472, # 61549, # 61490;. Ca rezultat, la potențiala picătură de interfață este format care suspendă ionii suplimentare de tranziție. În funcție de valoarea # 61549; ionii sunt transferați din soluție la suprafață sau invers. În ambele cazuri, suprafața devine excesiv de încărcare, care este compensată de ioni de semn opus. Astfel, stratul dublu electric (EDL), are loc la interfața.

Modalități de Educație DES:

Prima cale - adsorbție;

A 2-cale - disociere de suprafață.

Luați în considerare prima cale. Să presupunem că există o reacție

AgNO3 + KCl ® AgCl + KNO3

Presupunem că în exces KCI. Cristalele formate sunt AgCl în soluție care conține ioni de K + ionice, Cl-, NO3-, furnizate # 61549; w (Cl -)> # 61472; # 61549; m (Cl). ionii Cl sunt transferați din soluție la faza solidă, adică, adsorbiți pe suprafața solidă a cristalului la interfața nu este nevoie de echilibru potențial salt. Suprafața de cristal capătă astfel o sarcină negativă. Din cauza regulii Fajans - Paneth - ioni Peskova sunt adsorbite pe cristal cu ioni de natura generală a cristalului sau izomorfe-le, adică capabil să finalizeze construcția rețelei cristaline.

În acest caz, adsorbția ionilor de CI- se datorează forțe chimice, ceea ce duce la o conexiune de durată a cristalului. Rămânerea în soluție K + ionii sunt atrase de electrostatică electroneutralitate Tulburări ale sistemului redus de suprafață și. Cu toate acestea, ele nu sunt fixate ferm pe suprafață precum și concentrația acestora în apropierea suprafeței este mai mare decât în ​​soluție, acestea difuzează spre concentrația mai mică, adică, de la suprafață în soluție. La suprafața cristalului se produce un strat dublu electric (EDL), având următoarea structură:

DEL constă dintr-un strat interior sau un strat de adsorbție (ioni Cl-) și stratul electrod exterior sau contra ionilor (K + ioni). O parte din contraioni este asociată cu suprafața unui relativ durabil și intră în stratul dens. Contraionii rămase comite mișcare termică în apropierea suprafeței, constituie partea de difuzie a stratului dublu electric (DEL). Contraionii de distribuție dense și părți difuze determinate de relația dintre atracția electrostatică a ionilor la suprafață și difuzia acestora în soluție. Acesta din urmă este determinată de mișcarea termică a ionilor aceasta depinde de diferența de concentrație în stratul dublu electric (DEL) și soluția vrac. Dacă pentru ca reacția să ia în exces AgNO3, captuseala interioara a stratului dublu electric (EDL) va consta din ioni de Ag, iar voința NO3 opusă. Un exemplu al stratului dublu electric (EDL), formată prin disocierea suprafeței, este un strat dublu electric (EDL), care apar pe suprafața de sticlă, datorită cationilor H2O K, Na, etc. Astfel, suprafața de sticlă în H2O încărcată negativ. Se dizolvă suprafața materialului și pătrunderii în interior a stratului dublu electric (EDL) poate determina adăugarea substanțelor care reacționează cu suprafața. De exemplu, amfoter Al (OH) 3 în prezența unui acid încărcat pozitiv și negativ într-un alcalin.

Al (OH) 3. Al (OH) 2CI. Al (OH) 2+ CI-

Al (OH) 3. + HCI. Al (OH) 2CI. Al (OH) 2+ CI-

Al (OH) 3. Al (OH) 2CI. Al (OH) 2+ CI-

Al (OH) 3. Al (OH) 2CI. Al (OH) 2+ CI-

Al (OH) 3. Al (OH) 2CI. Al (OH) 2+ CI-

În stratul dublu electric (EDL), câmpul electric, intensitatea care se caracterizează prin valoarea potențialului. Fig. 2.5.1.1 arată schimbarea potențială a stratului dublu electric (DEL) pe cip AgCl cu creșterea distanței de la suprafață. Potențialul de pe suprafața particulei # 61546, # 61488, # 61472, # 61472, este numit potențialul termodinamic. Acesta caracterizează saltul de potențial la interfața dintre faze. Ioni în stratul de contraioni (stratul dens), în apropierea suprafeței cu o distanță determinată de propriile dimensiuni. Suprafața imaginară este trasată prin centrele lor, numit planul cel mai apropiat de abordare, și situat la o distanță # 61540; ordinea dimensiunilor moleculare, iar planul potențial egal # 61546;. defazajul în dispersie în raport unul cu altul cauzate de forța externă (câmp electric) are loc pe suprafața diapozitivului, care nu coincide întotdeauna cu planul cel mai apropiat abordare, și de obicei este situat pe b # 972; distanța lshem de la suprafața # 61472 -a; # 61540;. Potențialul la suprafața de alunecare este potențialul electrocinetic sau z # 61485; potențialul. Acesta poate fi calculat din experimente electrocinetice. Valoarea sa depinde de numărul de taxe nu este compensată în stratul de adsorbție suprafață de alunecare, adică, numărul ionilor din stratul de difuzie. scăderea potențială în porțiunea densă a stratului dublu electric (EDL) este liniară. Partea difuză a stratului dublu electric (DEL) pentru o eventuală schimbare de suprafață slab încărcată cu distanța se supune o funcție exponențială

în care potențialul de suprafață j0-;

setarea Debye C;

r - cantitatea caracteristică atmosferei, distanța la care forțele de adsorbție act;

x - distanța de la suprafață, grosimea stratului dublu electric (EDL).

Există câteva reguli pentru elaborarea micelelor:

Baza micelei - unitate. insolubil în mediul de dispersie care constă dintr-o pluralitate (m) de molecule (atomi) substanță simplă (precipitat).

mAg3AsO3 nAsO33- H CH3 (n-x) Na + + -3xCh3xNa

De anti-unitate de tensiune ioni

determinarea ionilor de difuzie

ion adecvat adsorbție-strat