Поверхностное натяжение межмолекулярное притяжение

Поверхностное натяжение возникает в результате взаимного притяжения молекул жидкости. Рассмотрим две молекулы одна из них находится внутри жидкости (молекула А), а другая — в поверхностном слое (молекула Б) (рис. 10). Опишем вокруг указанных молекул сферы действия сил межмолекулярного притяжения. Молекула А, находящаяся внутри жидкости, равномерно окружена большим количеством таких же молекул. Поэтому общая результирующая всех воздействий па данную молекулу будет равна нулю. Следовательно, молекула А н все другие молекулы внутренних слоев жидкости в отношении действия межмолеку-лярных сил притяжения находятся в уравновешенном состоянии. [c.48]

Межмолекулярные (межатомные) силы притяжения весьма малы, не обладают способностью насыщаться, как это свойственно химическим силам, и действуют на близких расстояниях (порядка 10" °—10"2 м). Их обычно называют ван-дер-ваальсовыми силами. С проявлением этих сил приходится считаться при изучении таких явлений, как поверхностное натяжение, растворение, сольватация молекул в растворах, адсорбция, коагуляция и т. д. [c.68]

Поверхностное натяжение жидкости обусловлено различным действием сил межмолекулярного притяжения молекул внутри объема жидкости и на ее поверхности. [c.41]

С уменьшением расстояния между молекулами силы межмолекулярного взаимодействия быстро увеличиваются. В жидкостях эти силы становятся настолько большими, что обусловливают ряд явлений, не свойственных газам. Так, например, жидкость занимает часть объема, образуя свободную поверхность, силы поверхностного натяжения определяют такое явление как капиллярность. В невесомости жидкость под влиянием сил молекулярного притяжения стремится принять форму шара и т. д. В то же время диффузия молекул жидкостей и газов обусловливает их общее свойство - текучесть. Поэтому термин жидкость принимают для [c.9]

Попытки объяснить поверхностные явления в чистых жидкостях с точки зрения тангенциального натяжения поверхности до сего времени имеют место довольно часто. При этом можно отметить две тенденции в этих попытках. Некоторые авторы считают, что силовые поля поверхностных молекул деформированы таким образом, что эти молекулы образуют дискретную, но прочно связанную структуру в виде плёнки, в которой межмолекулярные силы притяжения направлены преимущественно тангенциально к поверхности, а не равномерно во все стороны. Помимо того, что такое искажение силовых полей трудно было бы объяснить иначе, как приписав молекулам совершенно особую ориентацию на поверхности, можно думать, что столь прочно сотканная поверхностная ткань должна скорее затруднять, чем облегчать сокращение поверхности, так как существенное условие сокращения поверхности заключается в выталкивании из неё молекул, а особо прочная связь между поверхностными молекулами препятствовала бы такому выталкиванию. Этот пример вскрывает противоречивость теории, стремящейся приписать физическую реальность чисто математическому понятию поверхностного натяжения. [c.15]

Упруго-гибкое тело сопротивляется пережатию с мепьшей силой, т.к. опо способно продавливаться за счет перетекания части вещества за пределы пережатого участка. Чем сильнее натянута поверхностная пленка, тем большими свойствами более твердого и хрупкого тела она обладает. Поверхностная пленка воды на сжатие сопротивляется с силой расклинивающего давления, т.е. с силой близкой силе поверхностного натяжения, т.к. в пережатом участке происходит еще большее разуплотнение жидкости за счет его более тонкого слоя. Значит, жидкость здесь не уплотняется, а разуплотняется. Т.е. здесь увеличивается расстояние между молекулами. Значит, пережатие или сдавливание поверхностного слоя сопровождается эффектом увеличения расстояния между молекулами в пережатом участке. По любое увеличение расстояния — это значит, идти против сил притяжения молекул друг к другу. Значит, сдавливание слоя как бы растягивает поверхностный слой и сопротивляется этому растягиванию только силы молекулярного притяжения молекул друг к другу. Значит, силе сдавливания противостоят силы межмолекулярного притяжения. [c.438]

Строение и свойства мицелл ПАВ обусловлены межмолекулярными взаимодействиями между компонентами системы. В случае водных р-ров ионогенных ПАВ устойчивость мицелл определяется равенством сил притяжения неполярных (углеводородных) частей молекул и отталкиванием полярных (ионогенных) групп. Силы притяжения углеводородных частей молекул ПАВ в воде можно отождествить с гидрофобными взаимодействиями, к-рые обусловливают кооперативность М. отталкивание полярных групп приводит к ограничению роста мицелл. Могут бьггь и др. причины, приводящие к ограничению роста мицелл, такие, как геометрия молекул ПАВ, зависимость поверхностного натяжения на границе раздела мицелла-р-ритель от радиуса мицеллы. В неводных полярных средах (этиленгли- [c.96]

Поверхность раздела между чистой жидкостью и ее паром обычно представляют себе как математическую поверхность с резким изменением физических свойств по обе стороны от нее однако не исключена возможность, что переход из одной фазы в другую происходит в достаточной мере постепенно и свойства изменяются непрерывно. Оптические свойства поверхности жидкости, правда, говорят о крайней резкости перехода. Релей показал, что если поверхность жидкости тщательно очистить от всех загрязнений, каковыми являются, например, жирные пленки, то свет, отраженный от поверхности, полностью плоско поляризован никакой эллиптичности он обнарунштьне мог . Из этого можно заключить, что переход от жидкости к пару имеет место преимущественно в слое толщиною приблизительно в одну молекулу. Этот вывод согласуется с нашим представлением о межмолекулярном притяжении, ибо межмолекулярные силы, как известно, изменяются обратно пропорционально высокой степени расстояния . Если принять во внимание этот высокий градиент плотности в пограничном слое между жидкостью и ее паром, то не удивительно, что такая поверхность раздела обладает некоторыми особыми свойствами, наиболее важным из которых является поверхностное натяжение. [c.45]

Как известно, механизм адсорбции обусловлен наличием некомпенсированных межмолекулярных сил ла границе раздела фаз твердое тело — жидкость, твердое тело — газ, жидкость — газ, жидкость— жидкость, возникающих вследствие неодинаковой силы притяжения молекул поверхностного слоя молекулами внутренних слоев вещества и молекулами граничащей с ними другой фазы (рис. 72). Молекула С находится внутри, молекула D—на поверхности раздела жидкость — газ АВ. На границе раздела фаз появляется избыточная свободная энергия, величина которой измеряется поверхностным натяжением а. Благодаря этой избыточной поверхностной энергии вещество адсорбирует на своей поверхности другое вещество, которое способно снизить эту поверхностную энергию и соответственно поверхностное натяжение на границе раздела фаз. При этом вещество, на котором происходит адсорбция, называется адсорбентом, а вещество, которое адсорбируется, называется адсорб-тивом. [c.139]

Растворы перекиси водорода в воде не являются идеальными, что обнаруживается при исследовании любым из трех обычно применяемых методов объем раствора меньше, чем сумма объемов составляющих компонентов, смешение происходит с заметным тепловым эффектом и величины давления пара растворов не подчиняются закону Рауля. Дальнейшими доказательствами являются неправилыпзю зависимости между концентрацией раствора и такими свойствами, как вязкость, поверхностное натяжение и диэлектрическая проницаемость. Характер отклонения от идеальности в каждом отдельном случае говор ит об увеличении либо числа молекул, либо сил притяжения между молекулами при образовании растворов, что выражается в уменьшении общего объема и давления пара и выделении тепла при смешении. Аналогия между водой и перекисью водорода в отношении природы и размеров межмолекулярных сил приводит к логическому выводу, что это поведение обусловлено образованием дополнительных водородных связей иначе говоря, можно предполагать, что водородные связи между молекулами воды и перекиси водорода более стабильны, чем сиязи между молекулами каждого из этих веществ в отдельности. Это подтверждают и измерения Уинн-Джонса П171 по изменению основности водных растворов перекиси водорода с концентрацией. [c.292]

Поверхностное натяжение. Поверхность жидкости ведет себя, как тонкая натянутая и упругая пленка. Это происходит от того, что молекулы, находящиеся на поверхности, втягиваются внутрь силой поверхностного натяжения. Эта сила возникает как результат нескомпеисированных сил межмолекулярного притяжения, действующих на молекулу на поверхности жидкости. В отличие от этого силы межмолекулярного притяжения, действующие на молекулу внутри жидкости, полностью уравновешены (см. рисунок). [c.89]

Так, любая молекула, находящаяся внутри жидкости (рис. 26), например молекула А, испытывает притяжение со стороны окружающих ее со всех сторон молекул, причем равнодействующая сил притяжения равна нулю. Иное дело, когда молекула В находится на поверхности. В этом случае действующие на нее силы не компенсируются, а стремятся втянуть ее в глубь жидкости и тем самым сократить величину поверхности раздела. Подобния нес-компенсированпость межмолекулярных сил у молекул поверхностного слоя тела выражается как избыток энергии поверхностного слоя по сравнению с энергией в том же объеме вещества, взятом внутри поглощающего тела . Этот избыток свободной энергии в поверхностном слое, отнесенный к 1 см поверхности поглощающего тела, называется поверхностным натяжением. [c.125]

Как следует из определения, поверхностное натяжение различных конденсированных тел на границе с газом непосредственно-связано с межатомным и межмолекулярным взанмодействиех в конденсированной фазе. Взаимодействие (сцепление) молекул, атомов, ионов внутри одной фазы (гомогенной части системы) называют когезией. Когезия обусловлена теми же силами притяжения различной природы и определяет существование веществ в конденсированном состоянии. Когезионные силы иногда называют силами аттракции (притяжения). [c.29]

Физическая сущность межмолекулярных взаимодействий. Взаи.м-ное притяжение молекул т роисхол] т зи счет действия си.1 В н-аср-Ваальса. Эти силы обусловливают сцепление молекул во многи.ч физических явлениях (отвердевание, ожижение, адсорбция, трение, поверхностное натяжение, вязкость и др.), в том числе и при образовании криоосадка в процессе криоконденсационной откачки. Взаи-мное притяжение молекул в упрощенном виде можно представить, если рассматривать молекулы как электрические диполи. [c.15]

Другая сила определяется числом и прочностью коагуляционных контактов между частицами полотна. Но во всех ли случаях возникают эти контакты и какова их природа Можно предположить, что в случае лиофильных полимеров наличие в системе жидкости, хорошо взаимодействующей с поверхностью частиц, будет препятствовать непосредственному контакту частиц из-за образования расклинивающих прослоек. Такой системой является система полярная целлюлоза — вода. Для лиофобных полимеров расклинивающее давление жидкости можно рассматривать как отрицательную структуру составляющую, т. е. дополнительный фактор притяжения между частицами [236]. Эффект взаимодействия будет зависеть, во-первых, от типа связи, определяющей коагуляционный контакт (дисперсионные или недисперсионные, например, водородные) во-вторых, от степени молекулярной гладкости поверхности частиц. Как правило, поверхность волокон характеризуется высокой шероховатостью (макрошероховатостью по сравнению с расстояниями, на которых проявляется активное действие межмолекулярных сил). Вследствие этого суммарная площадь контактов в мокром полотне, вероятно, будет пропорциональна удельной поверхности частиц, т. е. будет зависеть от геометрических характеристик частиц. Третьей силой, вносящей свою долю в прочность мокрого полотна, являются силы поверхностного натяжения жидкости, находящейся между частицами. По мнению авторов работы [192], именно силы поверхностного натяжения воды вносят самый существенный вклад в общую прочность мокрого целлюлозосодержащего полотна, и деформация его, вызывающая прирост поверхности, приводит к возникновению возвратной силы, равной произведению прироста площади на поверхностное натяжение. [c.152]

Уменьщение межмолекулярного взаимодействия как следствие уменьшения характеристики дисперсионных сил а/г , связывающих атомы фтора, сказывается на величине теплоты растворения парафинов во фторуглеводороде. Теплота растворения н-гексана в ПФП на 0,8 ккал/моль меньше, чем на пентадекане. Если сравнивать работу, затраченную на образование дырки в растворителе для размещения молекулы разделяемого вещества, то она должна быть меньше для пер-фторпарафина, что обусловлено его меньшим поверхностным натяжением. Уменьшение работы на образование дырки приводит к возрастанию теплоты растворения. Разность в вели-, чинах межмолекулярных сил притяжения н-гексана в пентадекане и ПФП больше 0,8 ккал/моль. Можно полагать, что снижение межмолекулярных сил притяжения в сравниваемых системах составляет 10—15%. Интересно отметить, что величина а/г для водорода равна 1,41-10 , а для фтора — 1,31-103 см /А . Соотношение этих величин примерно соответствует соотношению теплот растворения парафинов в парафиновой и перфторуглеводородной неподвижной фазах. Изменение величины межмолекулярных сил привело бы к снижению удельного объема удерживания на 20—40%. Однако экспериментальные данные об измерении этой величины для н-гексана показывают снижение ее почти в 10 раз. Это равносильно весьма значительному снижению энтропии вращения (примерно на 4—5 э. е). Следовательно, несмотря на уменьшение межмолекулярных сил в ПФП по сравнению с парафинами, эта жидкость является очень жесткой по своей структу- [c.41]

Точка минимума потенциальной кривой (см. рис. 2) является точкой равновесия. В этой точке силы притяжения равны силам отталкивания и равнодействующая межмолекулярных сил равна нулю. При сближении молекул за счет сил притяжения потенциальная энергия системы непрерывно уменьшается и достигает минимального значения в точке равновесия. Дальнейшее сближение молекул будет происходить, если в точке равновесия они обладают достаточной кинетической энергией, чтобы преодолевать увеличивающееся противодействие сил отталкивания. При достаточно низкой температуре, когда кинетическая энергия системы невелика, молекулы будут колебаться около положения равновесия, что, в конечном счете, приведет к сцеплению отдельных молекул. Рассмотренные силы, обычно называемые Ван-дер-Ваальсовыми силами, и являются ответственными за г сцепление молекул при образовании жидкой и твердой фаз, при Дадсорбции, поверхностном натяжении и ряде других физических Явлений. [c.17]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология