ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Типы дисперсных систем. Поверхностное натяжение из "Термодинамика для химиков" Существенную роль в химии, природе и технике играют дисперсные системы и связанные с ними явления. Дисперсной системой называ.ют двух- или многофазную гетерогенную систему с сильно развитой поверхностью между фазами, одна из которых представляет собой дисперсионную среду, а другая (меньшая по количеству, с малыми частицами) — дисперсную фазу. [c.263] Дисперсные частицы с размерами порядка десятков и сотен нанометров в последние годы принято называть наночастицами. Существенно, что многие свойства наночастиц обычно оказывается возможным описывать на языке термодинамики дисперсных фаз, не рассматривая атомную природу вещества. Лишь при размерах частиц в несколько нанометров и менее, когда наночастицы уже обычно называют кластерами атомов или молекул, при обсуждении физико-химических свойств становится необходимым учитывать квантовые эффекты. [c.263] Очевидно, что при типичных значениях а я 10 А = 1 нм = 10 м уже при размере частиц Л 1000 А = 100 нм = 0,1 мкм на поверхности будет находиться 3% вещества дисперсной фазы. [c.264] Молекулы на поверхности образуют особый слой, который можно назвать поверхностной пленкой. Эту пленку нередко вьще-ляют в отдельную поверхностную фазу. Поверхностная фаза отличается рядом своих свойств от объемной фазы — например, по способности адсорбировать и растворять примесные вещества. Поэтому рассмотрение поверхностных явлений представляет существенный интерес. [c.264] Трудность заключается в том, как очертить фаницы поверхностной фазы. Чтобы избежать этой трудности, вводят понятие избытка той или иной величины (избыточной функции) в поверхностном слое. Избыточные поверхностные функции будем помечать индексом 5 . [c.264] Величина рцд(г) постоянна и равна плотности жидкости до фаницы раздела фаз, а затем она скачком уменьшается до постоянного значения плотности пара при бесконечном удалении от границы раздела. Рассчитанная таким образом величина зависит от положения фаницы, на которой идеальная функция плотности скачком изменяется от одного значения до другого. Поэтому положение границы обычно выбирают в такой точке, в которой величина обращается в нуль. [c.265] Аналогичным образом вводят избыточные поверхностные функции и других величин. [c.265] Су — потенциал Гиббса системы без учета межфазной границы. [c.265] Тем не менее поверхностное натяжение играет сущестЕ1енную роль во многих хорошо известных явлениях — например, в капиллярных, в тенденции к приобретению капельками жидкости формы шара (т.е. тела с минимальной геометрической поверхностью) и слипанию капелек, и т.п. [c.266] Чем меньше величина тем лучше условия смачиваемости. [c.266] Ряд веществ способен существенно изменять (как правило, снижать) поверхностное натяжение за счет преимущественного распределения молекул этих веществ на границе раздела фаз. Такие вещества называются поверхностно-активными веществами (ПАВ), или детергентами ( разрушителями ), и широко используются. Типичными представителями ПАВ являются мыла (натриевые соли карбоновых кислот g — С ) и синтетические моющие средства (СМС). [c.267] Мицеллами называют ассоциат из молекул ПАВ (обычно в количестве от нескольких десятков до нескольких десятков тысяч), ориентированных, например, в водных растворах гидрофобными хвостами друг к другу (нормальные мицеллы). В гидрофобных (неполярных) растворителях образуются обратные мицеллы (рис. 14.4). [c.268] Размер мицелл очень мал — от единиц до сотен нанометров. Мицеллы могут рассматриваться как предельное состояние эмульсий, когда внутри капелек практически не остается жидкой фазы. [c.268] Мицеллы обладают способностью солюбилизации (т.е, включения в свой состав) молекул и даже сверхмелких частиц поверх-ностно-инактивных веществ. Именно на этом основано моющее свойство мыла и СМС. [c.268] Поверхностно-активные вещества имеют колоссальное значение для феномена жизни, так как они образуют клеточные и другие мембраны и т.п. [c.268] Вернуться к основной статье