Заключение. Молекулы, находящиеся на поверхности раздела фаз, вследствие нескомпенсированности действующих на них сил

Молекулы, находящиеся на поверхности раздела фаз, вследствие нескомпенсированности действующих на них сил, обладают повышенной энергией. Мерой поверхностной энергии является поверхностное натяжение (σ), равное термодинамически обратимой изотермической работе, которую необходимо совершить для увеличения площади межфазной поверхности на единицу. Чем сильней различаются межмолекулярные взаимодействия в граничащих фазах, тем больше поверхностное натяжение.

Любые процессы протекают самопроизвольно, если они сопровождаются уменьшением свободной энергии. Это возможно либо за счет уменьшения величины межфазной поверхности, либо за счет уменьшения поверхностного натяжения. Стремление частиц принять сферическую форму, процессы коагуляции и коалесценции характерны для индивидуальных веществ, поверхностное натяжение которых постоянно. В тех случаях, когда постоянна площадь межфазной поверхности, самопроизвольно происходят процессы адсорбции – накопления в поверхностном слое частиц, понижающих поверхностное натяжение.

ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Какова причина возникновения избыточной поверхностной энергии?

2. Что называется поверхностным натяжением? От чего зависит величина σ?

3. Какова причина протекания поверхностных явлений?

4. Чем отличается физическая адсорбция от химической?

5. По экспериментальным данным определите константы в уравнении Ленгмюра.

АДСОРБЦИЯ НА ГРАНИЦЕ ЖИДКОСТЬ – ГАЗ

Свободная поверхностная энергия жидкости G равна произведению поверхности S на поверхностное натяжение σ

G = σ · S

У чистых жидкостей при неизменной температуре G может уменьшаться за счет уменьшения S, а в растворе - в связи с изменением σ. Это может происходить в результате адсорбции растворенных веществ.

По способности веществ влиять на σ жидкости они подразделяются на поверхностно-активные (ПАВ), поверхностно-инактивные (ПИВ) и индифферентные (безразличные).