ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Предисловие редактора японского издания из "Капиллярная химия" Совокупность границ, разделяющих различные физические состояния, или фазы, называется поверхностью или границей раздела. Понятие поверхность твердого тела , используемое в данной книге, включает и границу раздела со всеми характерными для нее особенностями (см. рис. 2-11). Одной и той же поверхности обычно принадлежат атомы различных кристаллических (кристаллографических) плоскостей, характеризующихся различными кристаллографическими осями. Свойства каждой поверхности определяются не только присущим ей собственным порядком атомов, но и окружением, способным значительно влиять на ее характеристики. Таким образом, для описания свойств поверхности необходим микроскопический подасод. [c.7] Границами обладают все твердые тела и жидкости. Существуют, естественно, границы раздела и между различными фазами жидкость или твердое тело и газ (вакуум), твердое тело и твердое тело, твердое тело и жидкость, жидкость и жидкость. Подразумевая под поверхностью непрерывную границу раздела, мы вновь приходим к выводу о необходимости микроскопического подхода, поскольку иначе нельзя описать ряд систем, обладающих специфическими границами (например, дисперсных системы). [c.7] На практике широко используются системы, состоящие из несме-шивающихся компонентов типа вода—масло (к числу таких систем относятся, например, молоко и майонез). Эти системы обладают большой поверхностью границы раздела, и вопросы их стабилизации представляют значительный теоретический и практический интерес. Отдельную категорию веществ с ярко выраженными поверхностными свойствами составляют моющие средства, поверхностно-активные агенты, вспенивающиеся системы и т.д Величина и свойства поверхности играют важную (или даже доминирующую) роль в тех случаях, когда решается вопрос о возможности применения того или иного вещества в промышленных процессах дезодорации, осушения и т.д. [c.7] С влиянием поверхности приходится стаживаться почти везде. В химической промышленности используются катализаторы, поверхностной обработке подвергаются почти все изделия и продукты, катализ на поверхности используется для создания новых источников энергии. Понимание всех этих проблем требует нового и более тщательного исследования структур и свойств активных поверхностей. Катализ играет важную роль в деле Сохранения чистоты окружающей среды, в частности в борьбе с загрязнением атмосферы вредными оксидами типа СО, N0 , 80я и другими соединениями. Учитьшать и изучать роль поверхности необходимо также при разработке полупроводников, изучении электродных реакций или взаимодействия с излучением и т.п. [c.8] В последние годы при изучении пшерхностных явлений все шире и шире используются новые физические методы исследования. В результате наши знания о структуре и составе различных поверхностей, их электронных состояниях и т.д. значительно пополнились, и, по-видимому, настало время обобщить их. [c.8] Коллоиды и коллоидные системы очень ширсжо расгространшы и хорошо известны. Особенно важна их роль в биологических процессах. Например, ферментные системы и кровь представляют собой коллоидные растворы, легко проникающие через биологические мембраны. В этих и многих других случаях (перенос питательных веществ, механизм действия поверхностно-активных веществ и т.д.) учет различных поверхностных явлений представляется необходимым. [c.10] В разрешении стоящих перед человечеством глобальных задач типа создания новых источников энергии, охраны окружающей среды и Т.Д. очень велика. [c.11] Чтобы показать, насколько важны поверхностные реакции, приведем еще один пример. Коррозия, приводящая к потере больших количеств металла и порче различных механизмов, также представляет собой поверхностную реакцию. Предотвращение коррозионных процессов и изучение их связи с химическими характеристиками поверхности имеет важнейшее значение, и изучение этой проблемы ведется с незапамятных времен. [c.11] Проблема коррозии тесно связана с изучением электродных реакций, поскольку в этих случаях процессы протекают непосредственно на электроде. Электродные реакции можно моделировать, меняя внешний химический потенциал, можно также менять условия (например, освещенность), регулируя процессы окисления и восстановления, наконец, термодинамика электродных процессов вполне поддается изучению. [c.11] В настоящее время наука о поверхности переживает период интенсивного развития, хотя различные аспекты процессов, протекающих на поверхности, изучаются уже давно и уже накоплен большой фактический материал. Однако, к сожалению, вплоть до недавнего времени экспериментальные данные не связьшались непосредственно с конкретным состоянием поверхности. Базируясь на испол зовании новейших теоретических и жспериментальных методов, необходимо пересмотреть все накопленные экспериментальные данные и разработать по-настоящему строгий, научный подход к поверхностным явлениям. [c.11] КОЙ достоверностью устанавливать как характер распределения элементов по поверхности, так и тип образуемой ими кристаллической структуры. В принципе можно говорить о возникновении новой области исследований - науки о поверхностях . [c.13] В следующей главе мы рассмотрим современные методы анализа состава поверхности, позволяющие регистрировать поверхностные процессы и изменение структуры, т.е. поверхностные (или капиллярные) химические взаимодейстеия. [c.13] Рассмотрим абсолютно чистую поверхность твердого тела, находящегося в вакууме. Поскольку часть химических связей атомов на поверхности ненасыщена, поверхности должны обладать рядом характерных особенностей. Прежде всего поверхности можно классифицировать по типам образующихся связей (металлические, ковалентные, ионные, вандерваальсовы и т.д.), характерных для твердых тел. [c.13] На поверхности ионных кристаллов, образованных с участием электростатических сил, распределение электрического заряда, естественно, значительно отличается от распределения электрического заряда внутри кристалла, вследствие чего поверхность начинает активно взаимодействовать с ионами соответствующего знака, например ориентируя их на поверхности. В зависимости от знака ионов поверхности таких кристаллов обладают различной реакционной способностью. [c.15] Последние два уравнения и определяют величину у. [c.17] Р И Со 2,5. Поверхностное натяжение жидкостной пленки. Работа, необходимая для смещения границы АВ, определяет величину поверхностного натяжения. [c.18] Уравнение (2.9) называется уравнением Гиббса. [c.18] Вернуться к основной статье