ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Понятие толщины поверхностного слоя из "Поверхностные разделение веществ " Под поверхностным слоем обычно понимают неоднородную зону между двумя соприкасающимися фазами, внутри которой происходит изменение локальных свойств (таких, как плотность, концентрация, тензор давления, вектор поляризации и т. п.) при движении от одной фазы к другой. Внутри поверхностного слоя могут существовать очень большие градиенты локальных свойств, так что изменения последних могут быть существенными уже на расстояниях, сравнимых с молекулярными размерами (или межмолекулярными расстояниями в конденсированных системах). В условиях равновесия молекулярная структура поверхностного слоя полностью определяется природой и состоянием сосуществующих фаз, при этом температура и химические потенциалы веществ имеют одни и те же значения во всех частях системы. Законы изменения локальных свойств в поверхностных слоях (профили локальных свойств) изучены к настоящему времени далеко не полностью. Несомненно, однако, что каждое локальное свойство имеет свой профиль. Наибольшее значение для проблемы поверхностного разделения имеет профиль локальной концентрации, к рассмотрению которого мы теперь и перейдем. [c.5] Последний случай характерен для систем, содержащих поверхностно-активные вещества, причем самому поверхностноактивному веществу соответствует максимум на кривой с, (г) (обычно содержание поверхностно-активного вещества в поверхностном слое намного выше, чем в объемных фазах, что и создает предпосылки для поверхностного разделения). [c.6] Из сказанного следует, что понятие эффективной толщины поверхностного слоя тесно связано с формой профиля локальных свойств. Однако локальные свойства поверхностных слоев очень трудно поддаются прямому экспериментальному исследованию. Обычно из опыта определяют интегральные характеристики поверхностного слоя, такие, как адсорбция и поверхностное натяжение. [c.6] И является интегральной величиной по отношению к избыточной локальной концентрации. [c.6] В сложных смесях эффективная толщина поверхностного слоя, определяемая по отношению к локальной концентрации, может быть различной для разных веществ. Для целей поверхностного разделения особое значение имеет толщина, определяемая по отношению к концентрации поверхностно-активных веществ, которая может быть весьма малой, если учесть, что адсорбционный слой поверхностно-активных веществ составляет лишь часть поверхностного слоя на границе двух фаз, не говоря уже о том, что при малых концентрациях поверхностно-активных веществ их адсорбция имеет мономолекулярный характер. [c.8] Первый случай может реализоваться при адсорбции из газовой фазы в динамических условиях, второй характерен для жидких растворов (например, при применении пенного разделения). Для термодинамического описания обоих случаев нам понадобятся уравнения как для самих поверхностных слоев, так и для комплекса поверхностного слоя с одной или двумя объемными фазами, к рассмотрению которых мы теперь и переходим. [c.8] Обсудим теперь связь фундаментальных уравнений для объемных фаз и поверхностного слоя. Прежде всего заметим, что применять уравнение (1.8) к поверхностному слою можно лишь при условии самостоятельного существования поверхностного слоя. Иными словами, границы поверхностного слоя должны быть выбраны с надежным запасом, так что при изо-лнровании по этим границам поверхностный слой сохраняется неизменным. Фактически это означает, что толстый поверхностный слой должен включать в себя и прослойки (пусть очень тонкие) обеих соприкасающихся фаз, т. е. уравнение (1.8) применяется уже к двухфазной системе. При этом толщина прослоек объемных фаз не имеет особого значения. [c.11] Уравнение (1.42) широко известно как уравнение адсорбции Гиббса. [c.12] Вернуться к основной статье