ТЕРМОДИНАМИКА И СТРОЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ

Современная коллоидная химия включает следующие основные разде.ты 1) молекулярно-кинетические явления (броуновское движение, диффузия) в дисперсных системах гидродинамика дисперсных систем дисперсионный анализ 2) поверхностные явления адсорбция (термодинамика и кинетика), смачивание, адгезия, поверхностно-химические процессы в дисперсных системах строение и свойства поверхностных (адсорбционных) слоев 3) теория возникновения новой (дисперсной) фазы в метастабильной (пересыщенной) среде конденсационные методы образования дисперсных систем 4) теория устойчивости, коагуляции и стабилизации коллоидно-дисперсных систем строение частиц дисперсной фазы (мицелл) 5) физико-химическая механика дисперсных систем, включающая теорию механического диспергирования, явления адсорбционного понижения прочности твердых тел, реологию дисперсных систем образование и механические свойства пространственных структур в дисперсных системах 6) электрические и электрокинетические явления в дисперсных системах 7) оптические явления в дисперсных системах (коллоидная оптика)—светорассеяние, светопоглощение коллоидная химия фотографических процессов. [c.281]

В первом разделе книги излагаются методы изучения и современные представления о строении границ раздела металлических или полупроводниковых электродов с ионными системами (растворами, расплавами), а также границы раствор — воздух. Значительное внимание уделено термодинамике поверхностных явлений на электродах, адсорбирующих водород и кислород, и современной теории адсорбции органических соединений на электродах. Во втором разделе подробно анализируются закономерности стадии подвода реагирующих частиц к поверхности электрода, методы изучения этой стадии и приводятся примеры использования явлений массопереноса при конструировании хемотронных устройств и новых источников тока. Третий раздел посвящен изложению закономерностей стадии переноса заряженных частиц через границу электрод — раствор и физических основ элементарного акта электрохимических реакций. При этом рассматриваются такие важные в теоретическом отношении вопросы, как роль работы выхода электрона и энергии сольватации ионов в электродной кинетике. Теории двойного слоя, массопереноса и элементарного акта, по образному выражению А. Н. Фрумкина, — те три кита , на которых базируется мощное и стройное здание кинетики электродных процессов. [c.3]

При анализе электрохимических систем чаще всего используют одну из фундаментальных областей электрохимии — термодинамику — макроскопическую науку, позволяющую избежать описания на микроскопическом, молекулярном уровне поведения и свойств равновесных систем. Непосредственно измеряемые в эксперименте такие макроскопические параметры, как поверхностное натяжение, потенциал, заряд, емкость двойного слоя и другие являются макроскопическим откликом на молекулярные процессы, происходящие на межфазной границе. В равновесии они связаны между собой фундаментальными термодинамическими соотношениями, которые и представ в этой главе. Прежде чем перейти к краткому изложению существующих в настоящее время представлений о строении двойного электрического слоя (ДЭС), проведем термодинамический анализ межфазных явлений и предложим альтернативные пути термодинамического решения некоторых аспектов свойств межфазных границ вообще, а затем конкретизируем их на отдельных частных случаях. [c.245]

II. ТЕРМОДИНАМИКА И СТРОЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ [c.19]

Статическое (как и статистическое) описание адсорбции требует принятия той или иной модели строения молекул, раствора, поверхностного слоя и т. д., и поэтому получаемые этими методами результаты в значительной мере зависят от выбранной модели. В отличие от этого законы феноменологической термодинамики, целиком основанные на опыте, базирующемся на ряде постулатов, не требуют навязывания каких-либо представлений о строении вещества и механизмах явления. Основой термодинамического метода описания адсорбции является уравнение изотермы адсорбции Гиббса (3.3.24). Особенность его в том, что для сужде- [c.578]

И. Термодинамика и строение поверхностного слоя......21 [c.3]

В первой трети нашего столетия в коллоидной химии преобладали качественные методы исследования и описательный подход к изз чаемым вопросам. Но в это время были сделаны первые попытки применения термодинамики поверхностных явлений, основы которой были развиты Гиббсом еще в 1878 г., создана строгая теория броуновского движения и строения двойного слоя адсорбированных ионов и разработаны представления о строении адсорбционных слоев. Вторая треть столетия характеризуется быстрым развитием количественных методов исследования и разработкой фундаментальных физических представлений. На этих основах изменились и уточнились основные задачи науки о коллоидах. [c.5]

Большей частью наших знаний о двойном слое мы обязаны исследованиям на ртути, находящейся в контакте с различными растворами электролитов. Существуют два аспекта этих исследований. Термодинамика является прочной основой для установления соотношений между потенциалом, поверхностным натяжением и составом раствора в его глубине, а также для определения поверхностных концентраций различных компонентов на границе раздела фаз. Микроскопические модели диффузной и внутренних частей двойного слоя позволяют объяснить поведение макроскопически измеримых величин, таких, как поверхностное натяжение и емкость двойного слоя, а также дают полезную картину детального строения двойного слоя. Можно привести весьма убедительные аргументы в пользу этой картины, однако не следует ожидать, что на основе модели можно точно предсказать свойства двойного слоя. Скорее характер сил, действующих на вещество в области межфазной границы, будет выяснен при экспериментальном изучении двойного слоя. [c.166]

Термодинамика поверхностных явлений рассматривает также возникновение и рост частиц новой фазы. Для многокомпонентных систем большое значение приобретают эффекты, связанные с изменением концентраций компонентов в поверхностном слое (адсорбционные явления). В однокомпонентных системах этому отвечает изменение плотности в объеме и в поверхностном слое. Рассмотрим определение термодинамических величин, относящихся к поверхностному слою. При переходе через межфазную границу средние значения молекулярных свойств вещества изменяются весьма сложным образом. Локальные значения плотности, удельной энтропии, энергии и других величин в принципе можно выразить через молекулярные свойства методами статистической термодинамики. Но это до сих пор еще не сделано. Их не удается непосредственно измерить с помощью макроскопического опыта,, так как толщина поверхностного слоя на границе раздела фаз имеет молекулярные размеры (порядка диаметра молекулы). Поэтому строение [c.207]

Зависимость парциального мольного объема от дисперсности частиц не позволяет исключить из рассмотрения в термодинамике строение поверхностного слоя даже-при определении парциальных величин для термодинамических функций, определяемых с помощью метода избытков. Дело в том, что любая из, таких величин определяется аналогично (VIII, 7), т. е. содержит величину V, зависящую от дисперсности. Так, если А — общее значение, as, a — соответствующие удельные значения Л, то [c.214]

Рчроме того, мы уже вскользь упомянули, что вещества аморфного строения самопроизвольно переходят в крисгалли ческие. Такой. процесс, согласно принципу термодинамики, связан с потерей свободной энергии. Отсюда можно сделать вывод, что поверхность аморфного вещества обладает большей поверхносгкой энергией и более энергично адсорбирует, чем поверхность кристаллическая. Но так как для адсорбции имеет значение строение поверхностного слоя, а не внутренней части твердого тела, то достаточно, обрабатывая поверхность, сделать ее шероховатой. Тогда вместо гладкой поверхности мы получим очень неровную, с массой микроскопических и ультра-.микроскопических остриев поверхность с большой адсорбирующей способностью. [c.176]