Тема адсорбция на поверхности жидкостей

Дата___________ Подпись преподавателя__________________________

MAVZU 9. Suyuqliklar yuzasida adsorbsiya

Kolloid sistemalarning asosiy va eng muhim xossasi dispers faza va dispers muhiti o`rtasidagi chegaraning mavjudligi va sirt qatlamida joylashgan moddalarning holati bilan belgilanadi. Sirt hodisalar modda yuzasida joylashgan molekulalarning xususiyatlariga bog'liq. Modda yuzasida bir xil molekulalar bilan qoplangan va shuning uchun ularning kuch maydonlari to'liq qoplanadi. Yuzaki qatlamda molekulalar, bir tomondan, o'z turi bilan, ikkinchi tomondan, ikkinchi faza molekulalari bilan o'zaro ta'sir qiladi, buning natijasida sirt qatlamidagi molekulyar kuchlarning natijasi nolga teng bo'lmaydi. , lekin o'zaro ta'sir ko'proq bo'lgan fazaga chuqur yo'naltiriladi (9.1-rasm).

9.1-rasm. Sirt taranglik mexanizmi

kompensatsiyasi sirt tarangligining paydo bo'lishiga olib keladi ( ) - sirtni bog'laydigan konturning birlik uzunligiga ta'sir qiluvchi kuch, sirtga tangensial va uni qisqartirishga moyil. Termodinamika nuqtai nazaridan, sirt tarangligi tabiiy o'zgaruvchilarning doimiyligi va tizim tarkibiga ega bo'lgan interfasial sirt ( lar ) maydoniga nisbatan har qanday termodinamik potentsialning qisman hosilasidir:

G ) ko'rinishida ifodalanadi , chunki P, T = const shartlari eksperimental tarzda oson amalga oshiriladi:
(9.1)
Yuzaki taranglik molekulalarni tananing hajmidan sirtga o'tkazish energiyasi yoki sirt birligini shakllantirish ishi sifatida ifodalanishi mumkin. Ta'riflardan kelib chiqqan holda, sirt tarangligi J / m ² yoki N / m da o'lchanadi. Sirtdagi suyuqlik yoki qattiq jismning atomlari va molekulalari kondensatsiyalangan fazalarga qaraganda ko'proq energiyaga ega; ular sirtda ma'lum bog'lanishlarning uzilishi natijasida paydo bo'ladi, buning natijasida ular ko'proq potentsial energiyaga ega. "Yuza" molekulalarining maxsus holatidan kelib chiqadigan qo'shimcha energiya sirt energiyasi deb ataladi. P,T = const da sistemaning sirt energiyasi ( G ^{s ) sirt tarangligi (intensivlik koeffitsienti) (} ) va interfeys maydoni (sig’im omili) ( s ) ko’paytmasiga teng :
Gs ^_ = s (9,2 )
O'z-o'zidan sirt energiyasini kamaytirish istagi doimiy sirt tarangligida yoki doimiy sirt tarangligida sirt tarangligini kamaytirish orqali amalga oshirilishi mumkin (5.2):



Qattiq jismning gaz yoki suyuqlik bilan chegarasida ortiqcha sirt energiyasi ham mavjud. Biroq, oson harakatlanuvchi x-g va x-x chegaralaridan farqli o'laroq, bu miqdorni sirt tarangligi sifatida talqin qilish yangi sirt hosil bo'lish jarayonlarining qaytarilmasligi, shuningdek, sirt energiyasiga hissa qo'shadigan kristall panjara nuqsonlari tufayli qiyin. Shu munosabat bilan qattiq jismlar uchun o'ziga xos sirt energiyasi haqida gapirish to'g'riroqdir.

s ning energiya talqini bo'lsa, o'lchov birligi sifatida erg / sm² ham ishlatiladi

Turli tizimlardagi s birliklari o'rtasidagi munosabat:

1 J m ^-2 \u003d 1000 erg / sm ² \u003d 1 N m ^-1 \u003d 1000 dyn / sm \u003d 1000 mJ / m.

Shuni e'tiborga olish kerakki, s ning uzunlik birligiga kuch va birlik maydonga energiya sifatidagi ikkala ta'rifi bu holda juda ekvivalentdir, chunki tangensial tekislikdagi sirt qatlamini ko'paytirish ishi har doim rasmiy ravishda ifodalanishi mumkin. bu tekislikda harakat qiluvchi kuchga qarshi ishlang.

Muvozanat holatida tana sirt energiyasini kamaytirish uchun sirt maydonini kamaytirishga intiladi. S maydonining fazaviy interfeysini yaratish uchun teng ishni bajarish kerak
𝐴 = 𝜎 ∙ 𝑆 (9.3)
bu yerda s - sirt taranglik koeffitsienti.
Shunday qilib, sirt taranglik koeffitsienti birlik uchun doimiy harorat va bosimda sirt maydonini oshirish uchun zarur bo'lgan ishlarga son jihatdan tengdir. Sirt taranglik koeffitsienti aloqa fazalarining turiga, haroratga , suyuqlik qutbliligiga va boshqalarga bog'liq.
Agar fazalarni ajratish sirtining kesimi ma'lum bir kontur bilan cheklangan bo'lsa,
keyin bunga qo'llaniladigan sirt taranglik kuchlari mavjud
kontur. Ularning qiymati L konturining kesimining uzunligiga mutanosib bo'lib, unda
ular ishlaydi:
𝐹 = 𝜎 ∙ 𝐿 (9,4)
Shunday qilib, sirt tarangligi ikkita jismoniy ma'noga ega: