Смачивание изменение свободной энергии

Таким образом, В условиях полного смачивания изменение поверхностной энергии при растекании равно по абсолютной величине, но противоположно по знаку коэффициенту растекания. Отсюда следует, что физический смысл коэффициента растекания заключается в изменении свободной энергии системы твердое тело — жидкость — газ в условиях растекания жидкости. [c.140]

Итак, процесс растекания капли можно характеризовать при помощи, коэффициента растекания. Коэффициент растекания показывает изменение свободной энергии в системе твердое тело — жидкость — газ в условиях растекания жидкости. Чем больше величина коэффициента растекания, тем в большей степени происходит растекание жидкости на твердой поверхности. Коэффициент растекания характеризует процесс растекания жидкости как в условиях полного смачивания поверхности, так и в случае, когда после растекания образуется определенный краевой угол. Коэффициент растекания можно рассчитать. [c.143]

Эта теплота называется теплотой смачивания. Если поверхность твердого тела, уже смоченную х моль какой-то жидкости, ввести в новый контакт с жидкостью, то произойдет дальнейшее изменение свободной энергии поверхности [c.142]

Гранулирование порошков представляет собой самопроизвольный процесс, протекающий в связи с изменением свободной энергии системы путем слипания частиц. Чтобы этот процесс прошел успешно, необходимо некоторое оптимальное смачивание поверхности частиц небольшим количеством жидкости. Роль смачивающей жидкости сводится к созданию пограничного слоя с повышенной вязкостью, способствующего склеиванию частиц. Если смачивающей жидкости недостаточно, то получаются мелкие гранулы и остается несвязанный порошок. В избытке смачивающей жидкости образуются крупные комья различных размеров. Например, оптимальная влажность для гранулирования суперфосфата — 22—23%. [c.136]

Смачивание можно трактовать с этой оговоркой как процесс самопроизвольного изменения свободной энергии системы, состоящей из трех фаз (адгезив, субстрат, газообразная среда). [c.92]

В общем из смачивающей жидкости должны быть удалены следы всех примесей, дающих высокие значения Так как изменение свободной энергии процесса протекает параллельно соответствующему изменению энтальпии, жидкость, характеризующаяся высокими значениями /г, будет адсорбироваться сильнее, и поэтому измеренная теплота смачивания будет слишком высокой. Например, для двуокиси титана значения Л равны 530 эрг-см.- в воде и 110—134 эрг в бензоле (см. табл. 59) поэтому преимущественная адсорбция воды из влажного бензола приводила бы к весьма повышенной теплоте смачивания по сравнению с значением в сухом бензоле. Согласно данным Гаркинса [22], небольшое содержание воды в бензоле (до 0,01%) приводит почти к удвоенному значению теплоты смачивания двуокиси титана бензолом. [c.343]

Изменение свободной энергии при смачивании. В теории смачивания принимается, что изменение свободной энергии при смачивании жидкостью твердого тела равно разности удельной поверхностной энергии до и после смачивания, умноженной на площадь контакта, т. е. [c.197]

В случае неполного смачивания поверхностей каплей жидкости или в случае прилипания пузырька изменение свободной энергии поверхности можно выразить следующим уравнением [c.198]

E соответствии формулами (VI, 48) и (VI, 49) изменение свободной энергии при смачивании не равно произведению площади поверхности на разность удельной поверхностной энергии, т. е. не соответствует формуле (VI, 47). Изменение свободной энергии при смачивании определяется 2-ым и 3-им членами уравнений (VI, 48) и (VI, 49). Первый член этих уравнений характеризует смачивание, изменяющееся в результате изменения давления паров жидкой фазы последний член этих уравнений связан с химическим потенциалом контактирующих фаз. [c.198]

Итак, при смачивании происходит изменение свободной энергии системы. Объективным показателем этого изменения является энтальпия погружения. Величина энтальпии погружения связана с адсорбционными процессами и может быть определена экспериментально. [c.202]

При адсорбции на адсорбентах, имеющих достаточно развитую систему переходных пор, а также на непористых адсорбентах адсорбционный объем, вообще говоря, является функцией состава раствора. Причина этого, как показано в [8, 9], заключается в неидеальности взаимодействия растворенных веществ. Для бинарного раствора, параметры адсорбционного слоя которого задаются величинами V, У°, У , необходимо иметь три уравнения, связывающие эти величины с экспериментально определенными избытками. В качестве третьего независимого уравнения можно использовать предложенное Ларионовым [10] уравнение, связывающее свободную энергию смачивания (или изменение межфазного натяжения на границе раздела раствор—твердое тело) с параметрами адсорбционного слоя, [c.127]

Для интерпретации экспериментальных данных использовался термодинамический метод Гиббса, позволивший получить изменения химического потенциала адсорбента, изменения свободной энергии, энтальпии и энтропии адсорбционных систем. Анализ рассчитанных значений термодинамических функций систем в результате смачивания адсорбента чистыми компонентами позволил составить ряд избирательности адсорбции исследованных нормальных алканов на модифицированном силикагеле гексан > гексадекан > октан > тетрадекан > додекан. Определен вклад двойной связи молекул н-алкенов-1 в энергию адсорбции Д(3= 11,0 Дж/г, АЯ= 20,3 Дж/г, 7 А5=9,3 Дж/г. [c.102]

Поверхностное натяжение эквивалентно удельной свободной поверхностной энергии, вследствие чего процессы смачивания удобно описывать термодинамически следующим образом. Прежде всего рассмотрим три типа смачивания (рис. 6.19) о) контактное, или адсорбционное, б) смачивание пропиткой или погружением и в) смачивание при растекании. Изменение свободной энергии на единицу поверхности [c.229]

Три случая, представленные уравнениями (16)—1(18), могут быть объяснены следующим образом. Уравнение (16) относится к случаю полного отсутствия родства между кристаллической твердой фазой и посторонней твердой поверхностью (что соответствует полному отсутствию смачивания в системах жидкая фаза — твердая фаза). В этом случае 6 = 180° и общая свободная энергия зарождения центров кристаллизации такая же, как та, которая требуется для гомогенного (или самопроизвольного) зарождения центров кристаллизации. Уравнение (17) справедливо при наличии частичного родства (частичного смачивания), когда 0<0<180° оно обозначает, что в этом случае зарождение центров кристаллизации достигается легче, так как общее изменение свободной энергии меньше того, которое требуется для гомогенного зарождения центров кристаллизации. В случае полного родства (полное смачивание) 0 = О и свободная энер- [c.154]

Эффекты смачивания твердых тел жидкостями в известной степени могут характеризоваться теплотой смачивания (погружения) [2, 10, 45—49]. Погружение в жидкость нерастворимого в ней твердого тела обычно сопровождается выделением теплоты, что вызвано появлением вместо поверхности раздела твердое тело — воздух, обладающей высоким значением свободной поверхностной энергии, поверхности раздела твердое тело — жидкость с относительно низким значением свободной энергии. Выделение теплоты вследствие изменения свободной энергии при смачивании отчетливо наблюдается, если твердое тело имеет высокоразвитую поверхность (тонко измельченный порошок). [c.29]

Уравнение (I. 15) можно применять для расчета работы адгезии при определенных ограничениях, а именно, для бесконечно протяженной плоской твердой поверхности однокомпонентного несжимаемого твердого тела, при изобарно-изотермических условиях отделения жидкости от твердого тела и отсутствии фазовых переходов [15]. Это уравнение справедливо при смачивании достаточно жестких твердых тел, мало растворимых в жидкой фазе. Вместе с тем должны сохранять постоянные значения давление, температура и химические потенциалы компонентов окружающей среды. При пропитке порошков и пористых тел растворами, при смачивании весьма тонкими жидкими пленками могут иметь место значительные отклонения от уравнения (I. 15). В таких системах изменение свободной энергии системы при смачивании равно [c.24]

После разбивания ампулы обезгаженный кокс будет при смачивании находиться в равновесии с жидкостью при атмосферном давлении. В смачивании участвует только та часть жидкости, которая попадает в адсорбционное поле. Происходящее при этом изменение свободной энергии будет выражаться уравнением [110] [c.161]

Метод, основанный на определении теплоты смачивания дисперсной фазы в дисперсионной среде вследствие изменения свободной поверхностной энергии системы. Термодинамически метод основывается на уравнении Гиббса—Гельмгольца. [c.104]

Имеет смысл упомянуть еще некоторые связанные с поверхностными свойствами твердого тела вопросы, которые здесь подробно не рассматриваются, поскольку они обсуждаются в других разделах. Прежде всего речь пойдет об определении поверхностного натяжения на границе раздела твердое тело — жидкость по растворимости (разд. УП-2) и по данным о зародышеобразовании (разд. У1П-3). Изменение, или разность, свободных поверхностных энергий на границе раздела твердое тело — пар можно находить также из данных по адсорбции газов (разд. УП1-3), а соответствующие разности поверхностных энергий — по данным о теплотах смачивания (разд. УП-З). Измерения краевых углов дают разность поверхностных энергий на поверхностях раздела твердое тело —пар (разд. УП-4). В гл. IV количественно оценивается влияние потенциала на свободную энергию поверхности раздела твердое тело — раствор электролита. [c.222]

Кроме того, на величину д влияет предыстория получения образца [107], энергетическое состояние его поверхности, наличие напряжений и дефектов в решетке твердых тел, изменения природы их поверхности вследствие термической и химической обработки и т. д. Иначе говоря, теплота д — величина переменная, изменяющаяся от образца к образцу, от одной жидкости к другой. Это и понятно, если теплоту смачивания рассматривать как результат изменения поверхностной энергии между свободными поверхностными энергиями дисперсной фазы и дисперсионной среды в момент их взаимодействия. Последнее, как известно, определяется структурой смачиваемого твердого тела и природой смачивающей жидкости. Вот почему при определении удельной поверхности по теплотам смачивания необходимо с большой осторожностью применять значения д, учитывая все его изменения и отклонения от д [c.134]

Равновесный краевой угол представляет одну из важнейших характеристик смачивания. Уравнение, определяющее величину равновесного краевого угла, можно вывести разными способами. Наиболее строг и последователен метод, основанный на известном положении термодинамики о том, что в состоянии равновесия свободная энергия системы минимальна (при постоянстве температуры, объема и состава). В связи с этим для определения условий равновесия при смачивании необходимо учитывать энергетические изменения, которые происходят на поверхности раздела фаз. [c.14]

Изменение удельной свободной энергии погружения можно вы- разить посредством теплоты погружения, или смачивания [c.202]

Приведенные выше данные еще раз подтверждают решающее влияние смачивания на изменение свободной поверхностной энергии системы в процессе адгезии пузырька к твердой частице. [c.292]

Часть 4 (1961 г.). Теплофизические и термодинамические свойства элементов и соединений. Теплоты сгорания органических соединений. Теплоемкость, энтропия, теплоты образования, свободная энергия образования, изменения теплосодержания и теплоемкости при плавлении, испарении и пр. для элементов, неорганических и органических соединений. Значения термодинамических функций в зависимости от температуры для элементов и некоторых неорганических и органических соединений. Величины эффекта Джоуля — Томсона и изотермического эффекта Дросселя. Термодинамические функции растворов металлов. Теплоты адсорбции, смачивания, нейтрализации и др. [c.97]

Под смачиваемостью твердой поверхности полимером понимают такое распределение макромолекул на твердой поверхности, в результате которого образуется сплошной, плотно упакованный поверхностный слой из звеньев макромолекул. При смачивании, т. е. полном заполнении твердой поверхности полимером, конфигурация полимерных молекул не может оставаться исходной, неизменной. В случае глобулярного строения полимера глобулы для создания плотной упаковки на твердой поверхности должны разворачиваться. Фибриллы также не смогут заполнить твердую поверхность, если их конфигурация не обеспечивает плотной упаковки в поверхностном слое. Таким образом, энергия смачивания низкомолекулярными углеводородами и полимерами твердой поверхности различна. Энергия взаимодействия отдельного звена макромолекулы имеет тот же порядок, что и для низкомолекулярной жидкости. Изменение же конфигурации цепи потребует дополнительной затраты энергии. Следовательно, свободная энергия смачивания полимером твердой поверхности должна быть меньше, чем в случае низкомолекулярного вещества, так как часть энергии взаимодействия затрачивается на изменение конфигурации цепи. [c.50]

Рассмотрим более сложный случай наряду с изменениями свободной поверхностной энергии учтем изменения потенциальной энергии капли / пт, вызванные тем, что при увеличении смоченной площади центр тяжести капли понижается. Тогда термодинамическому равновесию при смачивании отвечает условие (/ пв + Ь пт)= 0. [c.16]

Изменение свободной поверхностной энергии системы Д/ пв при переходе линии смачивания из одного положения (I) метастабильного равновесия в ближайшее соседнее положение (II) равно [c.60]

Имеющиеся данные показывают, что охрупчивание полиэтилена в значительной степени зависит от характера окружающей среды. В качестве примера можно сослаться на убедительные результаты Гаубе [46], полученные для линейного полиэтилена. Он проводил эксперименты при 80 °С на воздухе, в дистиллированной воде, а также в 2%-ном водном растворе эмульгатора. Влияние среды сказывается в смещении крутопадающего участка кривой долговечности таким образом, что наибольшая долговечность наблюдается на воздухе, в воде — несколько меньшая, и минимальная — в растворе эмульгатора. Ни вода, ни эмульгатор не вызывают набухания полиэтилена и тем самым изменения его прочности. Поэтому колебания прочности полиэтилена в различных средах являются следствием смачивания, изменения свободной энергии на границе раздела поверхности образца и окружающей среды. Известно, что изменение свободной поверхностной энергии оказывает влияние на прочностные свойства твердых тел. Например, Смекал [46] установил, что предел прочнрсти при растяжении для стеклянных брусков на воздухе составляет 716 кГ/см , а в воде — 638 кГ/см . Шуман [29] приводит значение предела прочности при растяжении для стеклянных брусков в воде 1110 кГ/см , а в спирте — 1210 кГ/см . Он объясняет это тем, что свободная поверхностная энергия на границе раздела фаз стекло —спирт на 70% больше, чем энергия на границе раздела фаз стекло — вода. [c.194]

Условие (VI, 47) соответствует наличию плоских бесконечно протяженных поверхностей контактирующих фаз. Фактически соприкасающиеся фазы конечны. Так, в случае адгезии жидкости речь идет о капле ограниченно1 о размера либо о пленке жидкости определенной толщины. Ограниченность жидкой фазы влияет на изменение свободной энергии при смачивании В связи с этим покажем возможность применения формулы (VI, 47). Процессы смачивания и адгезии жидкости характеризуются термодинамическими величинами энергией Е, энтальпией Я, свободной энергией f и термодинамическим потенциалом ГибОса О,. [c.197]

Теплота смачивания связана с изменением свободной энергии при смачивании уравнением Гиббса-Гельмгольца. При погружении в жидкость одного грамма твёрдого тела с площадью чистой поверхности в 5 см , доступной для адсорбции, уменьшение свободной энергии равно —Ттж), где тв—поверхностное натяжение чистой твёр- [c.269]

Из теории течения вязких жидкостей Френкеля — Эйринга [7, 207] вязкость 1 = (hlV )exp(AG IRT), где V — активационный объем (так называемый объем единицы течения). Пусть лг —среднее расстояние между соседними положениями метастабильного равновесия капли, у — длина единицы течения в направлении, параллельном линии смачивания. Уменьшение свободной поверхностной энергии системы при перемещении единицы длины линии смачивания равно ажг ( os 00 — соз0д). Отсюда изменение свободной энергии в расчете на единицу объема единицы течения АЕ = = a r i/( os0o —со8 0д). Тогда скорость изменения динамических краевых углов определяется уравнением [c.156]

Разделение краевых углов на макро- и микроскопические заметно усложняет термодинамический анализ поведения трехфазной системы [83]. Наиболее существенно, что изменение свободной энергии описывается, по-видимому, восходящей ветвью гиперболы [84]. В качестве примера на рис. 4 изображена зависимость для макроскопических углов смачивания, причем принято, что 0 -Ь 9 = 180°. Обе характеристики не зависят от геометрии системы и наличия гравитационного поля, причем если межфазное взаимодействие жидкости с твердой поверхностью увеличивает по сравнению с его невозмущенным значением, то 9 > 0 при 9 > 45° и 9 < 0 при 9 < 45° [85]. [c.23]

Бонд, Гриффитс и Мэггс вычислили изменение свободной энергии иа единицу веса угля / u (где Е — размеры поверхности в с.и на 1 г) для прямого (адсорбция) и обратного (десорбция) процессов. Полученные велпч1гнь[ приводятся в табл. 15. Там же указана теплота смачивания мотиловылг спиртом и водой. Размеры поверхности S вычислялись из тенлот смачивания Л10ТИЛОВЫМ спиртом и но ним определялись уже величины Р. . [c.71]

Как известно, степень заполнения подложки ОН-группами проявляется в той или иной степени гидрофильности поверхностн образца. Химический контроль степени гидроксилирования по-верхности пластин кремния или кварца ввиду ее малой величины весьма затруднителен, поэтому ее определяют по изменению краевого угла смачивания поверхности жидкой водой, Равновесный краевой угол представляет одну из важнейших характеристик смачивания. Величина этого угла может бьт, оценена исходя из известного положения термодинамики о том, что в состоянии равновесия свободная энергия системы минимальна, Энергетическими характеристиками поверхности твердого тела в контакте с жидкостью являются удельная свободная поверхностная энергия н поверхностное натяжение а. Для определения условия равновесия фаз при смачивании рассчитьь вают работу, связанную с изменением площадей контакта. Зависимость равновесного краевого угла 0о от поверхностного натяжения на границе раздела трех фаз твердой подложки, жидкой капли и окружающей их газовой атмосферы, выражается уравнением [c.79]

Изложенные выше соображения о взаимодействии молекулярных сил соприкасающихся фаз находят свое подтверждение в наличии тепловых эффектов смачивания, что впервые было обнаружено Пулье в 1822 г. Длительное время считали, что теплота смачивания возникает вследствие сжатия жидкости на поверхности диспергированного вещества под действием сил поверхностного слоя. Однако это не согласуется с результатами экспериментов, которые можно объяснить причиной изменения свободной поверхностной энергии при взаимодействии смачиваемого тела с жидкостью. [c.111]

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]

Методы второй группы позволяют определить не собственно удельную поверхность адсорбента, а удельную поверхность адсорбционной пленки. Для непористых и относительно крупнопористых адсорбентов (макро- и переходнопористых с эффективными радиусами пор не менее 30—40 А) удельные поверхности практически совпадают. Основная идея этих методов заключается в непосредственном определении или вычислении из экспериментальных изотерм изменений энтальпии или свободной энергии в результате исчезновения поверхности адсорбционной пленки при смачивании жидкостью или объемном заполнении пор по механизму капиллярной конденсации. В принципе эти методы применимы для непористых, макропористых и переходнопористых адсорбентов, для которых понятие [c.258]

Совместное применение термохимического и адсорбционного методов поЗ волило рассчитать изменения дифференциальных термодинамических функций — теплоты, свободной энергии и энтропии адсорбции. Кривые изменения дифференциальной теплоты адсорбции свидетельствуют о том, что адсорбционные центры на поверхности палыгорскита, гидрослюды и каолинита энергетически неоднородны. Начальные величины дифференциальной теплоты у вермикулита близки к начальным теплотам адсорбции воды и других полярных веществ на цеолитах. Это указывает на одинаковый механизм адсорбционного взаимодействия в обоих случаях. На основании измерения теплоты смачивания, как виДно, можно косвенно судить о механизме связывания воды дисперсными минералами. Для получения прямых данных о механизме адсорбции воды, спиртов и других веществ нами были применены спектральные и резонансные методы исследования. [c.4]

Достаточно большой отрицательный вклад от изменения поверхност-юй свободной энергии в свободную энтальпию зародышеобразования кС приводит к отрицательному ее значению. Здесь величина Укр—распл )значает удельную свободную энергию на поверхности раздела крис- алл-расплав, - свободную энтальпию кристаллизации в расче- е на 1 смз и в - угол смачивания (макроскопический равновесный) лежду кристаллом и поверхностью инородного тела. Если зародыши лавятся при дальнейшем повышении температуры, то они образуют-зя вновь только при более низких температурах. Они возникают на юверхности одной стороны пустоты, которая должна действовать юдобно плоской поверхности. Эго не может приводить к отрицатель-юй величине изменения поверхностной энергии. [c.91]

Явления взаимного закрепления диспергированных в воде частиц и В03Д5Ш1НЫХ пузырьков обусловливается избытком свободной энергии на границе раздела фаз и связано с изменениями свободной поверхностной энергии на всех участвующих в процессе поверхностях раздела [18]. Такие изменения свободной поверхностной энергии связаны с процессами смачивания частиц, являющегося, таким образом, -одним из основных физико-химических факторов флотационного процесса. [c.153]

Очевидно, изменение скорости кристаллизации G с изменением толщины пленок d обусловлено зависимостью от толщины прослойки зеличины свободной энергии зародышеобразования Ap=Z /(Ag) (здесь - энергетический член Ag= AS AT АТ=Т -Г Д5пл и Гпл-энтропия и температура плавления полимера т-константа). Нетрудно заметить, что требующееся для уменьшения величины С(при ДТ= onst) возрастание параметра AF не может быть объяснено с позиций традиционных представлений [382], согласно которым величина может либо уменьшаться в случае смачивания твердой поверхности боковыми гранями зародыша кристаллизации, либо оставаться практически неизменной в отсутствие смачивания. Таким образом, количественное описание понижения в области малых значений требует принципиально иного подхода. [c.154]

Лиофобные дисперсии являются системами неравновесными и неустойчивыми (за счет избытка свободной поверхностной энергии). Величина АОпов = оЗуд является мерой неустойчивости лиофобной дисперсии и зависит от дисперсности (определяющей удельную поверхность 5уд) и межфазного натяжения 0. В свою очередь величина ст определяется сродством среды (или ее компонентов) и полимера, т. е. процессами смачивания и адсорбции, в результате которых меняется и природа дисперсии вплоть до изменения числа фаз в системе (при переходе от дисперсии к раствору). Поэтому самопроизвольные процессы, протекающие в лио-фобных дисперсиях и связанные с понижением свободной энергии, происходят либо в направлении уменьшения ст (смачивание и адсорбция), либо в направлении понижения дисперсности. Понижение дисперсности (агрегация частиц) может протекать двояко [c.143]

X [ , - <ж 0о) - - (о С05 0,)]. Обозначим - со, X X соз 00 = а. Тогда ЛРпв=Ожг(АсОа). где символ А означает разность соответствующих значений сОц. Для капли, ограниченной сферической поверхностью, (Ожг = 2яг7(1 + соз 0ц,), <йгж = (- отсюда сво = яг 2/(1+со8 0ш) —/Ссоз0о]. На основании приведенных соотношений можно рассчитать изменение свободной поверхностной энергии системы А пв в зависимости от расстояния между соседними микровыступами. Расчеты, проводившиеся на вычислительных машинах, подтверждают, что для перехода периметра смачивания из одного состояния метастабильного равновесия капли в другое необходимо преодолеть энергетический барьер, разделяющий соседние метастабильные состояния. В первом приближении высота барьера пропорциональна высоте микровыступа [77]. Предполагается, что переход через барьер совершается за счет колебаний жидкости. Характерно в связи с этим, что создание внешних вибраций приводит обычно к уменьшению различия краевых углов натекания и оттекания, т. е. к уменьшению гистерезиса смачивания. [c.61]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология