Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Поверхностная энергия и поверхностное ф натяжение

    Из уравнения (Х.2) следует, что мерой свободной поверхностной энергии единицы поверхности является поверхностное натяжение (т, под которым следует понимать силу, действующую на единицу длины линии, ограничивающей поверхность жидкости. При обсуждении поверхностных явлений обычно говорят не о свободной поверхностной энергии, а о поверхностном натяжении, так как оно для поверхностей раздела жидкость—газ или жидкость—жидкость доступно непосредственному измерению. [c.353]


    Главным физико-химически.м свойством ПАВ является их поверхностная, или капиллярная активность, т. е. их способность понижать свободную поверхностную энергию (поверхностное натяжение). Это основное свойство ПАВ связано с их способностью адсорбироваться в поверхност- [c.9]

    Если давать строгое определение, то ПАВ — это вещества, способные адсорбироваться на границе раздела фаз и понижать вследствие этого поверхностную энергию (поверхностное натяжение). [c.20]

    Наличие поверхностной энергии на границе раздела газовой, жидкой и твердой фаз используется в промышленном процессе, называемом флотацией. Целью этого процесса является разделение компонентов твердых смесей, каковыми оказываются обычно руды многих металлов. Руду размалывают до размера частиц порядка 0,1 мм, а затем размешивают в воде, куда добавляют по крайней мере два специальных растворяемых вещества. Одно из них, обладающее избирательными смачивающими свойствами, называется собирателем или коллектором оно изменяет поверхностное натяжение воды таким образом, чтобы вода полностью смачивала ненужные твердые вещества и лишь частично смачивала ценные твердые компоненты смеси. Второе вещество, растворяемое в воде и называемое пенообразователем, добавляется в нее для получения неустойчивой пены при пропускании через водную смесь потока воздуха. Пузырьки воздуха подхватывают ценные компоненты руды и поднимаются вверх, что позволяет получить обогащенную смесь. Ненужные компоненты руды (пустая порода) остаются в жидкости и могут быть удалены из нее (рис. 29.3). [c.496]

    Рассмотрение механизма образования непрерывной жидкой нити молено начать с изучения условий ее стабильности. Ограниченный объем жидкости, если на него не действует внешнее силовое поле (в том числе и гравитационное), принимает форму шара, поскольку на границе раздела жидкость — окружающая среда существует свободная поверхностная энергия (поверхностное натяжение), значение которой стремиться по законам термодинамики к минимуму. Тело любой другой формы при том же объеме жидкости будет иметь большую поверхность и соответственно большую поверхностную энергию. [c.235]

    Большинство современных методов оценки поверхностной энергии полимеров основано па изучении равновесия в системе твердое тело — жидкость и, в частности, явления смачивания. Как известно, иногда межфазное поверхностное натяжение для двух жидкостей определяется правилом Антонова, в соответствии с которым межфазное поверхностное натяжение двух жидких фаз равно разности поверхностных натяжений каждой из фаз [c.61]


    Расположенные на поверхности жидкости молекулы обладают повышенной энергией. Поэтому каждая жидкость стремится к уменьшению суммарной поверхности. Это проявляется в наличии поверхностной энергии (поверхностного натяжения на границе раздела жидкость — газ и пограничного натяжения иа границе раздела жидкости с другими конденсированными фазами). [c.441]

    Для энергетического состояния одного поверхностного зародыша существенна граничная энергия ступеней. Атомы в ступенях связаны значительно слабее поверхностных атомов в поверхности. Можно поэтому определить свободную граничную энергию в эргах на сантиметр ступени роста в полном соответствии с поверхностной энергией (поверхностным натяжением). С помощью величины Q можно вычислить парциальное давление пара р, с которым находится в равновесии круглый поверхностный зародыш (пустотный зародыш радиуса г ). [c.344]

    Часто работу адгезии сопоставляют с работой когезии. Работа когезии равна той работе, которую надо приложить, чтобы преодолеть взаимодействие между собой молекул жидкости. При этом образуются две поверхности раздела фаз жидкость — газ (см. рис. 1,46). Поэтому работа когезии равна удвоенному значению свободной поверхностной энергии (поверхностного натяжения) образовавшихся жидких фаз, т. е. [c.13]

    При описании многих поверхностных явлений можно использовать свободную поверхностную энергию (поверхностное натяжение), т. е. энергию, необходимую для образования 1 см новой поверхности. Рассмотрим, как можно вычислить свободную поверхностную энергию для некоторых твердых тел. [c.180]

    Поверхностно-активные вещества (ПАВ)—вещества, способные адсорбироваться на поверхности раздела фаз и понижать вследствие этого их поверхностную энергию (поверхностное натяжение). В водных растворах этой способностью в той или иной степени обладает большинство органических соединений, молекулы которых имеют дифильное строение, т. е. содержат наряду с полярными (функциональными) гидрофильными группами также углеводородные радикалы. [c.54]

    В процессе роста металла важно учитывать свободную поверхностную энергию (поверхностное натяжение) на границах частица — электролит, частица — покрытие, покрытие — электролит. Среднее значение поверхностного натяжения на границе с жидкостями для твердых тел равно 800— [c.44]

    Здесь в изложении допущена ошибка. В отличие от удельной поверхностной энергии (поверхностного натяжения), для которой первая производная по температуре является постоянной величиной, для полной поверхностной энергии = о — скорость изменения её с температурой - 1= О, [c.245]

    Четвертая глава представляет собой изложение термодинамического аспекта поверхности. Здесь рассматривается применение поверхностной энергии, поверхностного натяжения, химического потенциала, влияния межфазных границ и межкластерных взаимодействий. [c.11]

    Следовательно, энергия поверхностного натяжения между нефтью и водой должна возрасти на величину [c.49]

    Таким образом, при переходе чешуйки с пограничной поверхности в воду вся энергия поверхностного натяжения должна измениться на величину [c.49]

    Так как энергия поверхностного натяжения, как одна из форм потенциальной энергии, всегда стремится к минимуму, то Л. Г. Гурвич считает, что в том случае, когда р — величина положительная, т. е. когда переход песчинки с пограничной [c.49]

    Для диаграммного отражения условия механического равновесия (2.83) необходима более сложная структура, состоящая из 1-узла и МТГ-элемента, отражающего преобразование энергии нормального давления в энергию поверхностного натяжения границы раздела фаз Ф(г) [c.148]

    Понятие о максимально полезной работе является удобным при отделении работы расширения от других видов работ, производимых системами при затрате химической энергии, электрической энергии, поверхностного натяжения и других. При постоянном давлении рабочим телом может производиться работа за [c.118]

    ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯ, энергия, сосредоточенная на границе раздела фаз, избыточная по сравнению с энергией в объеме. При увеличении пов-стн раздела фаз уд. полная П. э. (на единицу пов-сти) характеризует увеличение энергии системы. Она равна сумме мех. работы а образования единицы площади пов-сти и поглощаемой при этом теплоты д. В обратимом изотермич. процессе Е = а — Т да1сТ), где Т-абс. т-ра, — йа/оГ-уд. поверхностная энтропия (связанная энергия). Обычно, говоря о П. э., имеют в виду уд. свободную П. э. а. С ростом т-ры вдали от критич. точки ст линейно уменьшается, тогда как ё практически от т-ры не зависит. При приближении к критич. точке различие в св-вах контактирующих фаз сглаживается и П. э. обращается в нуль (см. Критическое состояние). Термин П.э. применяют обычно для границы твердое тело-газ (пар) если граничащие фазы суть твердое тело и жидкость или две несмешивающиеся жидкости, пользуются термином межфазная энергия . Уд. свободная П.э. на границе раздела жидкость-газ (пар) наз. поверхностным натяжением. [c.585]


    Количество энергии, которое необходимо затратить, чтобы сформировать единицу новой поверхности (иузырька), называют удельной поверхностной энергией. Поверхностное натяжение вызывает особое состояние адсорбционно-сольватного слоя ССЕ. Оно стягивает объем капли, пузырька, создавая как бы упругую оболочку, придает им определенную форму (например, сферическую), препятствует распаду и слиянию ядер ССЕ друг с другом. [c.125]

    Как было показано выше, поверхностная энергия стремится самопроизвольно уменьшиться. Это выражается в уменьшении межфазной поверхности или поверхностного натяжения. К явлениям, происходящим вследствие стремления к самопроизвольному снижению поверхностного натяжения, относится адсорбция. Адсорбция представляет собой процесс самопроизвольного перераспределения компонентов системы между поверхностным слоем и объемной фазой. Из сказанного следует, что адсорбция может наблюдаться в многокомпонентных системах и что при перераспределении компонентов в поверхностный слой предпочтительнее переходит тот компонент, который сильнее уменьшает межфазное (поверхностное) натяжение. В однокомпонентной системе при формировании поверхностного слоя происходит изменение его С1руктуры (сгущение, уплотнение), которое часто называют автоадсорбцией. [c.32]

    Если Ац Е> О, то рассматриваемое вещество поглощается поверхностью и является ПАВ, если же Л < О, то рассматриваемое вещество безразлично к поверхности адсорбента и является ПНАВ. Чем больше Аа, тем выше поверхностная активность вещества. ПАВ адсорбируются поверхностью адсорбента (жидкости), поэтому они приводят к уменьшению поверхностной энергии (поверхностного натяжения). ПНАВ не адсорбируются поверхностью адсорбента, поэтому они не уменьшают поверхностную энергию, а, напротив, приводят к ее увеличению, если [c.122]

    В лиофобных Д.с. межмолекулярное взаимод. в дисперсионной среде и в дисперсной фазе существенно различно уд. своб. поверхностная энергия (поверхностное натяжение) велика-от неск. единиц до неск. сотен (и тысяч) мДж/м граница фаз выражена достаточно четко. Лиофобные Д.с. термодинамически неравновесны большой избыток своб. поверхностной энергии обусловливает протекание в них процессов перехода в более энергетически выгодное состояние. В изотермич. условиях возможна коагуляция-сближение и объединение частиц, сохраняющих первоначальные форму и размеры, в плотные агрегаты, а таюке укрупнение первичных частиц вследствие коалесцеиции-слияния капель или пузырьков газа, собирательной рекристаллизации (в случае кристаллич. дисперсной фазы) или изотермич. перегонки (мол. переноса) в-ва дисперсной фазы от мелких частиц к крупным (в случае Д.с. с жидкой дисперсионной средой-последний процесс наз. переконден-сацией). Нестабилизованные и, следовательно, неустойчивые лиофобные Д.с. непрерывно изменяют свой дисперсный состав в сторону укрупнения частиц вплоть до полного расслоения на макрофазы. Однако стабилизованные лиофобные Д. с. могут сохранять дисперсность в течение длит, времени. [c.81]

    Коагуляции или флокуляция является самопроизвольным процессом, приводящим к уменьшению свободной энергии системы (АР) в результате уменьшения избытка свободной поверхностной энергии (поверхностного натяжения ст) дисперсной фазы в местах контактов АР = Дст5) при сохранении общей поверхности раздела. В случае коалесценции (также самопроизвольного процесса) уменьшение свободной энергии обеспечивается уменьшением поверхности раздела (5) между частицами дисперсной фазы (А = аА8) при сохранении постоянства поверхностного натяжения на границах раздела жидких фаз. Такое разделение процессов коагуляции и коалесценции во времени невозможно достигнуть при использовании низкомолекулярных стабилизаторов, так как в этом случае акты, приводящие к коагуляции, в скором времени приводят и к коалесценции. Исследование формирования и свойств межфазных структурированных слоев интересно не только для выяснения механизма их эмульгирующего действия, но и для решения многих биологических проблем, связанных с образованием и функциями биомембран. [c.156]

    Вопросу о том, являются ли равноценными величины поверхностной энергии (и тг), рассчитанные вышеуказанными методами, и изменения поверхностного натяжения, уделялось мало внимания. Для жидкостей изменения обеих величин оказываются равными. Для твердых тел Бенгхем [31] показал, что в случаях, когда можно считать, что адсорбированная фаза ведет себя как двухмерный газ, уменьшение поверхностного натяжения и уменьшение поверхностной энергии при адсорбции равны между собой и равны также поверхностному давлению слоя. Он не рассматривал специально промежуточный случай, когда подвижность реализуется путем ряда скачков, но хемосорбцию учитывал. Поскольку молекулы связаны (в течение времени относительно большего, чем время опыта) с центрами адсорбции и поверхностная миграция не имеет места, к равно нулю и поверхностное натяжение твердого тела остается неизменным. Тем не менее свободная энергия будет уменьшаться. Аналогичные доводы приводились Кроуфордом и Томпкинсом [48], которые полагают, что в случае твердых тел имеется связь между U и АН и что, когда АН достаточно велико, тс становится равным нулю. [c.259]

    Цель модификации полимерных пленок — улучшение их механических или физических свойств, адаптация к определенным приложениям и условиям эксплуатации. Этого можно достичь, подвергая пленки механической или химической обработке. Поверхностная обработка модифицирует кристаллическую морфологию и поверхностную топографию, увеличивает поверхностную энергию и удаляет вредные примеси. Для хорошей адгезии поверхности необходимо удаление загрязнений. Реализация других способов дополнительной обработки, таких как печать, внешняя отделка и ламинирование, облегчается благодаря введению поверхностно-активных веществ (ПАВ), которые изменяют поверхностное натяжение наносимых на полимер материалов. Кроме того, присутствие полярных азотсодержащих мономеров на поверхности полимерной пленки позволяет получать иономеры — такие пленки можно использовать в качестве ани-онобменных мембран в процессах электродиализа, для опреснения воды [1], в качестве носителя для иммобилизации медицинских препаратов [2] или разделителя в щелочных аккумуляторах [В] и топливных ячейках и т.д. [c.209]

    Определение теплоты смачивания. При контакте жидкости с твердой фазой происходит замена поверхности, имеющей удельную поверхностную энергию (поверхностное натяжение) (Ттг, на поверхность с удельной поверхностной энергией (поверхностным натяжением) утж. В связи с тем, что Отг > Утж, смачивание сопровождается уменьшением поверхностной энергий на величину СТтг — Утж- Это уменьшение удельной поверхностной энергии превращается в теплоту смачивания, а сам процесс смачивания сопровождается выделением тепла [c.204]

    При соприкосновении твердого тела с жидким обнаруживается явление смачивания (Квинке, 1877), заключающееся в том, что капля жидкости, помещенная на поверхности твердого тела, расплывается по этой поверхности (рис. 86). Угол образуемый поверхностью расплывающейся капли с поверхностью твердого тела, называется краевым углом. Аналогичное явление происходит и при погружении пластинки твердого тела в жидкость (рис. 87). Это явление легко связать с поверхностной энергией (поверхностным натяжением) на границе трех фаз. [c.187]

    При этом необходимо учитывать, что величина второго фактора поверхностной энергии—поверхностного натяжения а—зависит не только от природы и состояния вещества данной фазы (например, дисперсной фазы в золях), но также и от природы и состояния другой соприкасающейся с ней фазы (например, в золях—непрерывной дисперсионной среды). Все это заставляет нас предварительно ознакомиться с поверхностными явлениями вообще и, в первук> очередь, с понятием поверхностного натяжения. [c.62]

    Учитывая продолжительность процесса растекания жидкости в условиях ограниченного смачивания по шероховатой поверхности, следует с большой осторожностью относиться к экспериментально измеряемым значениям угла смачивания. Во многих случаях этот параметр является не равновесной термодинамической, а, скорее, реологической характеристикой. Справедливость этой позиции подтверждается симбатностью зависимостей вязкости и угла смачивания эпоксиднополиамидных композиций от концентрации наполнителя. Поэтому увеличение адгезионной прочности при уменьшении угла смачивания может быть объяснено не только изменением свободной поверхностной энергии, но и реологическими факторами [29]. Используя угол смачивания в качестве меры полноты межфазного контакта, можно оценить адгезионную прочность, что подтверждается корреляцией этой характеристики с параметром, учитывающим наряду с такими свойствами адгезива, как поверхностное натяжение и вязкость, и величину угла смачивания [29]. [c.77]

    При адсорбции заполняется не только внешняя, о и внутренняя поверхность металла, что придает ему способность потеть после контакта с ПАВ и удаления продукта с внешней поверхности металл снова способен выделять на свою внешнюю поверхность часть маслорастворимых ПАВ. После заполнения внутренней поверхности идет образование последующих внешних слоев. Первые внешние слои адсорбированных ПАВ весьма точно повторяют микрогеометрический профиль поверхности металла (эффект То-ланского). В дальнейшем благодаря ослаблению влияния поля металла углы между кристаллографическими осями в слоях ПАВ -сглаживаются до нуля, и дальнейший рост этих слоев осуществляется в монокристаллическом виде. При адсорбции физическое и химическое состояние поверхностей металла меняется на границе раздела фаз. Работу адсорбции в общем случае можно выразить 1как разность стандартных химических потенциалов ПАВ на поверхности раздела и в объеме среды (нефтепродукта) [40]. Адсорбция изменяет работу выхода электрона и свободную поверхностную энергию (поверхностное натяжение) металла. Скачок потенциала, связанный с адсорбцией ПАВ на металле, может быть подсчитан по формуле  [c.22]

    Поверхности твердых тел имеют особое значение для технологии поверхностноактивных веществ. В таких явлениях, как смачивание, моющее действие или гидрофобизация, они служат подкладками, на которых проявляют свое действие поверхностноактивные вещества. Эти поверхности изучались с различных точек зрения и разнообразными методами, начиная с методов дифракции рентгеновских лучей и электронов и кончая исследованиями адсорбции газов. Особенно интересные результаты были получены при изучении поверхностной энергйи (поверхностного натяжения) твердых тел. [c.281]

Смотреть страницы где упоминается термин Поверхностная энергия и поверхностное ф натяжение: [c.273]    [c.146]    [c.242]    [c.4]    [c.359]    [c.395]    [c.92]    [c.427]    [c.359]    [c.185]    [c.50]    [c.461]    [c.13]    [c.423]    [c.188]    [c.330]    [c.171]   
Смотреть главы в:

Тепло- и массообмен Теплотехнический эксперимент -> Поверхностная энергия и поверхностное ф натяжение



ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Поверхностная энергия



© 2025 chem21.info Реклама на сайте