Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English
Обобщенная достаточно удовлетворительная модель для межфазной поверхности пока еще не разработана слишком простая модель не описывает адекватно процесс адсорбции, а слишком реалистичная модель должна включать много неизвестных величин, и поэтому для нее необходимо использовать очень много параметров. Другой проблемой является недостаток точных данных. К настоящему времени изучено много систем, но серьезные противоречия и значительный разброс данных существенно снижают надежность полученных результатов. Экспериментальные ошибки вызваны большей частью загрязнением поверхности поверхностно-активными веществами, заслуживающими специального описания.

ПОИСК





Библиографический список

из "Химическая термодинамика материалов"

Обобщенная достаточно удовлетворительная модель для межфазной поверхности пока еще не разработана слишком простая модель не описывает адекватно процесс адсорбции, а слишком реалистичная модель должна включать много неизвестных величин, и поэтому для нее необходимо использовать очень много параметров. Другой проблемой является недостаток точных данных. К настоящему времени изучено много систем, но серьезные противоречия и значительный разброс данных существенно снижают надежность полученных результатов. Экспериментальные ошибки вызваны большей частью загрязнением поверхности поверхностно-активными веществами, заслуживающими специального описания. [c.369]
Растворенное вещество называют поверхностно-активным, если даже очень малые его количества вызывают весьма сильные изменения межфазного натяжения. Для металлов обычно в число самых сильных поверхностно-активных элементов входят элементы группы VIB Периодической системы, а именно О, S, Se и Те. [c.369]
Значение для поверхностно-активных веществ велико, обычно 1 кН/м. Например, при 1550 °С поверхностная активность серы в жидком железе достигает 1800 Н/м, т.е. 20 ppm (по массе) серы снижают поверхностное натяжение железа на 60 мН/м, или на 3 %. В связи с этим для измерения поверхностных характеристик необходимо использовать материалы очень высокой чистоты. [c.370]
При м е ч а н и е. Нас. - насыщение )нас. 2 6025 1/1,0) нас. [c.370]
Примечание. 1. Многие из представленных значений базируются на первых экспериментальных данных [ 21]. [c.371]
Некоторые значения представлены в табл. 14,1 и 14.2. Мы видим, что эти значения могут быть очень большими, и концентрация поверхностно-активных веществ на межфазной границе часто в несколько тысяч раз может превыщать объемную. [c.371]
Поверхностно-активные вещества характеризуются не только высоким значением поверхностной активности / j, но также и состоянием насыщения, представленным на рис. 14.7, а участком практически постоянного значения после достижения определенной концентрации Х , а на рис. 14.7, 6 - участком с постоянным наклоном кривой зависимости стот In. [c.371]
В общем случае состояние насыщения соответствует образованию двухмерного соединения. Природа и структура данных соединений широко исследованы с использованием таких методов, как дифракция электронов с низкой энергией, ионная микроскопия и Оже-спектроскопия [14]. Изучение адсорбции кислорода на никеле [ 22, 23] позволило получить результаты, которые оказались вполне типичными и для многих других систем. [c.371]
На плоскости (111) никеля насыщение осуществляется в две стадии. Сначала образуется суперрешетка со стехиометрией Ni, О. Она оказывается вполне стабильной и не изменяется при нагреве до температур, близких к точке плавления металла. Однако при выдержке в атмосфере с более высоким потенциалом кислорода в поверхностном слое происходит перегруппировка атомов, при которой достигается стехиометрия NijO. [c.371]
Под действием атомов поверхностно-активных веществ атомы металлической подложки могут в значительной степени смещаться. Поскольку сила их взаимодействия может превышать силу взаимодействия в системе металл — металл, атомы стремятся принять новую конфигурацию, которая более полно соответствует их от-носительным размерам, стехиометрии и координационным числам, направленным связям и т.д. В этом случае поверхность называют перестроенной. [c.371]
Модели статистической термодинамики применительно к поверхности оказываются очень полезными для предсказания, интерпретации и описания свойств реальных объектов. Мы кратко рассмотрим некоторые из этих моделей для случая присутствия поверхностно-активных веществ на межфазной поверхности металл - газ. [c.372]
Общим допущением является представление межфазной поверхности одним монослоем. Мы видели, что это допущение нереально в случае смеси двух металлов. Однако представляется, что для поверхностно-активных веществ, таких как кислород или сера в металле (случай, когда характеристики растворителя и растворенного вещества сильно различаются), это допущение можно использовать. Действительно, Оже-спектроскопия часто показывает, что поверхностная сегрегация растворенного вещества ограничена одним или двумя атомными слоями. [c.372]
В модели Фаулера и Гуггенгейма [28], так же как и в модели Лангмюра, число мест решетки на поверхности не зависит от состава и адсорбированные атомы распределены случайно. Однако теперь эти атомы взаимодействуют между собой. [c.374]
Отметим, что при ш = О уравнение (14.87) переходит в изотерму Лангмюра ш О соответствует в целом притяжению между адсорбированными атомами, а со О - отталкиванию. [c.374]
Интересной отличительной особенностью модели является то, что она предсказывает превращение для монослоя, такое же как это имеет место для области несмешиваемости. Критическая точка соответствует 0с = 1/2, Тс = 2ш12к. Ниже критической температуры фаза монослоя становится нестабильной и разделяется на две другие стабильные фазы разных составов. Такие превращения в настоящее время установлены [ 29, 30], и это, по крайней мере качественно, подтверждает предсказание модели. [c.374]
Простая графическая интерполяция между приближениями для высоких и низких значений концентраций В завершает описание системы. Преобразование первого порядка, аналогичное сделанному в модели Фаулера и Гуггенгейма, предсказывает для gjikT) значения -2. [c.376]
Применение данной модели к разным системам, таким как кислород в серебре и железе, дает удовлетворительное согласие с экспериментальными данными. Установлено, что параметр 0. Это означает, что необходимо принимать во внимание только силы притяжения между адсорбированными атомами растворенного вещества. На основе модели, разработанной Хиллертом и Стеффенсоном [40] для трехмерных растворов внедрения, Гутман вывел аналитические выражения, аналогичные (14.91) - (14.96) [40]. Теоретические предпосылки для вывода этих выражений могут показаться спорными, но их преимущество в том, что они действуют во всем концентрационном интервале. [c.376]
Допущения, используемые в большинстве представленных моделей, делают их слишком упрощенными. Однако для того чтобы можно было ра аботать общую реальную модель, необходимо накопить намного больше надежных данных о влиянии поверхностно-активных веществ. [c.376]
Мы применяем термин поверхностно-активные к элементам, которые сильно сегрегируют на межфазной поверхности и существенно уменьшают поверхностное натяжение даже если присутствуют в минимальных количествах. Очевидно, что данное определение является в какой-то степени субъективным часто не имеется явного разграничения между элементами, оказывающими сильное и слабое влияния на величину о. На основе примеров, данных в табл. 14.2, можно заключить, что растворенные металлы оказывают умеренное воздействие на поверхностные свойства металлических расплавов. В этом случае сильное влияние оказывают неметаллы. Однако это проявляется не всегда, например, влияние свинца на величину о жидкой меди весьма сильное, так как при 1100°С значение J достигает 0,7 Н/см 44, 45], а у °° 200. Справедливо ожидать, что элементы с низким поверхностным натяжением будут существенно уменьшать а элементов с высоким значением данной характеристики. Это следует и из уравнения (14.72) для модели идеальных растворов. [c.376]


Вернуться к основной статье


© 2025 chem21.info Реклама на сайте