Главная Обратная связь Поможем написать вашу работу!

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Классификация поверхностных явлений



Дисперсные системы, обладающие большим избытком поверхностной энергии, термодинамически неустойчивы; в них самопроизвольно протекают процессы, приводящие к снижению свободной энергии.

Поверхностныеявления – это процессы, происходящие на межфазной поверхности и сопровождающиеся самопроизвольным уменьшением поверхностной энергии Gпов.

Для изобарно-изотермических процессов

Gпов = sS.

Снижение поверхностной энергии Gпов может происходить за счет уменьшения поверхности раздела фаз S и поверхностного натяжения s.

Поэтому все поверхностные явления в дисперсных системах можно разделить на две группы (схема). В первом случае снижение Gпов может быть реализовано за счет образования сферической и идеально гладкой поверхности, укрупнения частиц и механических процессов.

Сферические частицы по сравнению с частицами другой формы обладают минимальной поверхностью. Капли любой жидкости в отсутствие гравитации (например, в кабине космического корабля) принимают сферическую форму.

Идеально гладкая поверхность образуется на границе раздела с газовой фазой. Поверхность воды в стакане всегда идеально гладкая.

При укрупнении частиц уменьшается удельная поверхность.

Снижение поверхностного натяжения может быть вызвано физико-химическими, электрическими, тепловыми процессами (адсорбция, адгезия, образование ДЭС). Физико-химическим процессам сопутствуют тепловые эффекты, связанные с выделением или поглощением тепла.

Классификация поверхностных явлений

Электрические процессы
Образование ДЭС
Электрокинетические явления
Самопроизвольные процессы в дисперсных системах; DG<0
Уменьшение поверхности раздела фаз (DS<0;   s = const)
Снижение поверхностного натяжения (Ds<0; S = const)
Укрупнение частиц
Образование сферических частиц и идеально гладкой поверхности жидкости
Физико-химические процессы
Коагуляция
Коалесценция
Адсорбция
Адгезия
Адсорбция – процесс самопроизвольного концентрирования вещества на поверхности раздела фаз (обогащение поверхностного слоя одним из компонентов раствора).   Адгезия (прилипание, сцепление) – взаимодействие частиц поверхностных слоев двух конденсированных фаз (т-т, ж-ж, т-ж).   Коагуляция – укрупнение частиц твердой дисперсной фазы.   Коалесценция – Слияние капель (или пузырьков) внутри подвижной дисперсионной среды (жидкости или газа) и образование частиц большего размера.
Электрические процессы  
Образование ДЭС  
Электрокинетические явления  



 

 


6. Поверхностное явление – адсорбция

Основные понятия и определения

Адсорбция– самопроизвольное концентрирование веществ по поверхности раздела фаз.

Адсорбция широко используется при очистке, сушке, разделении и концентрировании жидких и газовых сред. С помощью адсорбции производят очистку и осветление воды, которая в дальнейшем используется для питья. Восприятие человеком запаха и вкуса зависит от адсорбции молекул соответствующих веществ в носовой полости. На явлении адсорбции основана очистка воздуха в противогазах.

Адсорбентфаза, на поверхности которой происходит адсорбция.

Адсорбируемое вещество имеет два названия:

адсорбтив– адсорбируемое вещество в объеме раствора;

адсорбат –на поверхности адсорбента (в адсорбированном состоянии).



Величину адсорбции обычно выражают двумя способами.

Абсолютная адсорбция Аi – количество вещества в поверхностном слое, приходящееся на единицу площади поверхности или единицу массы адсорбента

, моль/м2 или моль/г

где – количество i-го компонента в поверхностном слое (адсорбата);
S – площадь поверхностного слоя; m – масса адсорбента.

Избыточная,или гиббсовская, адсорбцияГi– избыток i-го компонента в поверхностном слое по сравнению с его количеством в объеме фазы, приходящийся на единицу площади поверхности

, моль/м2

где – молярная концентрация i-го компонента в поверхностном слое и объеме фазы соответственно; Vs – объем поверхностного слоя; – количество i-го компонента в объеме фазы.

Если концентрация адсорбируемого вещества на поверхности значительно превышает его концентрацию в объеме, можно принять, что Г = А.

Десорбця – процесс, обратный адсорбции (переход вещества из поверхностного слоя в объем фазы).

В зависимости от природы адсорбционных сил различают физическую и химическую (хемосорбцию) адсорбцию.

При физической адсорбции взаимодействие адсорбента и адсорбата осуществляется за счет сил Ван-дер-Ваальса и водородных связей, а при хемосорбции – за счет образования химических связей.

В зависимости от агрегатного состояния смежных фаз различают адсорбцию на границе жидкость-газ, жидкость-жидкость, твердое тело-жидкость, твердое тело-газ.


Просмотров 778

Эта страница нарушает авторские права




allrefrs.ru - 2021 год. Все права принадлежат их авторам!