21. Поверхностная энергия и поверхностное натяжение. Факторы, от которых зависит поверхностное натяжение.

Величина G называется коэффициентом поверхностного натяжения или просто поверхностным натяжением.

Молекулы, находящиеся на границе раздела двух несмешивающихся фаз (жидкость-газ, жидкость-жидкость, жидкость - твердое тело, газ - твердое тело) имеют избыточную потенциальную энергию, которая называется поверхностной энергией.

Причина возникновения поверхностной энергии заключается в том, что состояние находящихся в поверхностном слое молекул иное по сравнению с молекулами, находящимися в объеме тела.

Факторы, от которых зависит поверхностное натяжение.

Чем больше разность полярностей жидкости и граничащего с ней тела, тем больше поверхностное натяжение.

С повышением Т поверхностное натяжение уменьшается, т.к. увеличивается среднее расстояние между молекулами и уменьшаются силы притяжения между молекулами и уменьшаются силы притяжения между ними.

Повышение Р (при постоянной Т) приводит к увеличению поверхностного натяжения.

22. Поверхностное натяжение растворов. Пав, пиав, п-нв.

1. Растворенное вещество имеет меньшую полярность, чем растворитель.

Разность полярностей уменьшается, в результате понижается и поверхностное натяжение. Такие вещества называются поверхностно-активными веществами. (ПАВ)

По отношению к воде ПАВами являются вещества, молекулы которых состоят из 2-ух групп (полярной и неполярной)

Полярные группы ( -OH, -COOH; -NH₂, -SH, -O-; -CHO, -SO₃H)

Неполярная часть молекулы ПАВ состоит из углеводородного или ароматического радикала.

2. Растворенное вещество более полярно, чем растворитель.

Полярные молекулы растворенного вещества появляются в поверхностном слое, поэтому разность полярностей повышается, а поверхностное натяжение раствора возрастает. Такие вещества называют поверхностно-инактивными веществами (ПИнАВ).

По отношению к воде к ним относятся все неорганические электролиты (кислоты, соли, основания)

Из органических веществ ПИнАВ относится лишь сильно ионизирующиеся, у которых неполярная группа очень маленькая. HCOOH – муравьиная кислота, NH₂CH₂COOH – аминоуксусная кислота)

3. В жидкости растворяется вещество, полярность которого близка к полярности растворителя. Поверхностное натяжение практически не изменяется, такие вещества называются поверхностно-нейтральными. (П-НВ)

По отношению к воде к ним относятся сахара.

23. Адсорбция. Уравнения Шишковского и Ленгмюра.

Самопроизвольной изменение концентрации компонентов системы в поверхностном слое по сравнению с концентрацией в объемах фаз, называется адсорбцией.

24. Дисперсные системы. Признаки дисперсных систем. Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию.

Дисперсная система – система из 2-ух или более веществ, в которой одно вещество распределенного в другом.

Вещество, образующую сплошную фазу, называют дисперсионной средой.

Измельченное и распределенное в ней вещество, называют дисперсной фазой.

Признаки дисперсных систем:

1) Дисперсность – мера раздробленности дисперсной фазы. Является обратимой величиной среднему диаметру частиц.

2) Гетерогенность – этот признак связан с существованием 2-ух или более фаз, разделенных межфазной поверхностью.

Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию:

1. Дс-газ г/г(газ в газе) формально отсутствует

ж/г туман

тв/г дым, пыль, порошок

ж /г аэрозоли (составляющие смока)

тв/г

2. Дс-жидкость г/ж (газ распределен в жидкости) Пены, применяемые в бурении и тушении огня, газированная вода.

ж/ж две не смешивающие друг с другом жидкости, при встряхивании которых образуется эмульсия. Сырая нефть (вода в нефти)

тв/ж:

• Именно эти системы носят название коллоидных растворов, где дисперсную фазу образуют частицы мало растворимого вещества. (синоним – золи)

В золях размеры дисперсных частиц от 1 до 100 нМ.

• Если частицы дисперсной фазы больше 100 нМ, системы называются суспензиями. Они легко разрушаются за счет осаждения (седиментация)

При увеличении концентрации Дс суспензии переходят в пасты.

• Дс – твердое тело

г/тв (Пористые материалы, поры которых заполнены в газах.) Пенопласт, поролон, залежи газа в почве.

ж/тв (жидкость распределена в порах твердого , пористого материала) Залежи нефти в почве.

тв/тв (твердые гетерогенные системы) Керамика, бетон, различные минералы.