3.1) Поверхностное натяжение твёрдых тел. Принцип Гиббса-Кюри
Та форма кристалла, которая отвечает наименьшему значению суммарной поверхности энергии всех граней обладает наибольшей устойчивостью.
3.2) Поверхностное натяжение растворов
Т = const
- изотерма поверхностного натяжения
1
и 2 - для ПАВ, 3 - ПИАВ
Разность
в поверхностном слое и в таком же слое
внутри объёма раствора - поверхностный
избыток вещества Г. Для ПАВ Г > 0.
ПИАВ адсорбируют отрицательно, т.е. для них Г < 0.
4) Изотерма адсорбции Лэнгмюра, эмпирическое уравнение Фрейндлиха.
Зависимость адсорбируемого количество газа Г от давления адсорбата при постоянной температуре - изотерма адсорбции.
Если адсорбция мономолекулярная, то толщина адсорбционного слоя ограничена, и, следовательно, Г не может превышать некоторую предельную величину Гмакс.
Дж. Лэнгмюр при выводе уравнения изотермы сделал следующие допущения: а) все места адсорбента одинаковы, адсорбция на одном из них не влияет на состояние другого; б) взаимодействие между адсорбированными частицами пренебрежимо мало; в) адсорбционный слой мономолекулярен
Число конденсирующихся молекул пропорционально давлению газа р и доле поверхности, которая остаётся свободной.
Чтобы десорбироваться, молекула должна иметь энергию не ниже определённого значения λ. Чем больше λ (энергия адсорбции), тем меньше молекул десорбируется.
Процесс адсорбации экзотермичен.
Для
адсорбации на неоднородный поверхности
было предложено эмпирическое уравнение
(Фрейндлих):
Уравнение Фрейндлиха не отражает особенностей адсорбации изотермы в области низких и высоких давлений, но для обширной области промежуточных давлений хорошо согласуется с опытными данными.
8. Основы электрохимии
Электрохимия
- область физической химии, охватывающая
химические процессы, сопровождающиеся
возникновением электрического тока,
либо вызванные его действием.
1) Электродные потенциалы. Возникновение скачка потенциала на поверхности раздела "металл-раствор". Равновесны потенциал.
В электрохимии электродом называется проводник первого рода, погруженный в раствор электролита в условиях прохождения через него тока.
В объёме
металла устанавливается подвижное
равновесие
.
Поверхность
электрода заряжается отрицательно за
счёт оставшихся на нём электронов,
вследствие чего перешедшие в раствор
гидратированные катионы не могут отойти
от электрода и остаются вблизи него,
создавая в совокупности с электронами
так называемый двойной электрический
слой. Возникает скачок электрического
потенциала - электродный потенциал.
Переход ионов металла в раствор - процесс окисления, обратный процесс - превращение гидратированных ионов металла в атомы - восстановление. Потенциал, отвечающий состоянию равновесия, когда скорость перехода ионов в раствор равна скорости их осаждения - равновесный потенциал.
Для всех металлов, погружаемых в чистую воду, качественно наблюдается одинаковая картина: металл заряжается отрицательно, прилегающий слой жидкости - положительно. Количественно же наблюдается значительные различия, обусловленные различием в энергии связи катионов металлов в их кристаллических решетках и различием в энергии гидратации ионов.
(1)
Поскольку в уравнении (1) концентрация ионов металла при погружении его в раствор соли изменится, равновесие сместится и установится вновь при другом значении потенциала. Активный металл (Zn) посылает большое число ионов в раствор, равновесная концентрация его ионов трудно достижима, и поэтому он всегда в растворе своей соли будет заряжаться отрицательно.