№ 21 Основы поверхностных явлений.

Поверхностные явления — совокупность явлений, обусловленных особыми свойствами тонких слоёв вещества на границе соприкосновения фаз. К поверхностным явлениям относятся процессы, происходящие на границе раздела фаз, в межфазном поверхностном слое и возникающие в результате взаимодействия сопряжённых фаз.

Поверхностные явления обусловлены тем, что в поверхностных слоях на межфазных границах вследствие различного состава и строения соприкасающихся фаз и соответственно из-за различия в связях поверхностных атомов и молекул со стороны разных фаз существует ненасыщенное поле межатомных, межмолекулярных сил. Вследствие этого атомы и молекулы в поверхностных слоях образуют особую структуру, а вещество принимает особое состояние, отличающееся от его состояния в объеме фаз различными свойствами. Поверхностные явления изучаются коллоидной химией.

Значение поверхностных явлений

Поверхностные явления широко распространены в химической технологии. Практически любое химическое производство осуществляется с применением дисперсных систем и поверхностных явлений. Как правило, все гетерогенные процессы в химической технологии проводят при максимальной поверхности контакта фаз. Для этого системы вещества переводят в состояние суспензий, порошков, эмульсий, туманов, пылей. Процессы измельчения сырья и промежуточных продуктов, обогащение протекают в дисперсных системах, значительную роль в них играют такие явления как смачивание, капиллярность, адсорбция, седиментация, коагуляция. Широко распространены в химической технологии пористые адсорбенты и катализаторы, представляющие собой дисперсную систему с твердой дисперсионной средой.

Закономерности протекания поверхностных явлений, в частности структурообразования, служат теоретической основой получения материалов с заданными свойствами: керамики, цементов, ситаллов, сорбентов, катализаторов, полимеров, порохов, лекарственных средств и т. п.

№ 22 Гетерогенные системы. Классификация и основные свойства.

Гетерогенные системы - системы, которые состоят из 2-х компонентов между которыми имеется физическая граница раздела фаз. Высокая раздробленность дисперсной фазы - тот компонент, который находится в сильно раздробленном состоянии. Размер частичек больше размера молекул>10в -10м

Количественная характеристика раздробленности сложат: Дисперсность (Д) и удельная поверхность (Sуд) Д-отношение площади поверхности раздела фаз к объему дисперсной фазы Д = S/V [м-1] . Sуд- отношение площади поверхности масс к массе Sуд = S/М [m2/кг]

Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию:

Дисперсная среда ( т, ж, г, т, ж, г, т, ж)

дисперсная фаза (ж, ж, ж, т, т, т, г, г)

пример дисперсной системы( Коллоидные системы, эмульсия, пена, сплавы, минералы, адсорбенты, дым, туман)

Классификация по размеру частиц в дисперсной фазе

Размер частицы( 10-5=10-6; 10-7=10-9;10-10 )

Удельная поверхность (Sуд) ( 10во2=10в3; 10в4=10в6; коллоидные)

Пример дисперсной системы ( Эмульсия (ж/ж); суспензия (т/ж); коллоидные системы т/ж золи)

Поскольку в дисперсных системах протекают самопроизвольные процессы , которые ведут к уменьшению запасов энергии, к таким процессам следует отнести коагуляцию , седиментацию.

Коагуляция - процесс слипания частиц. Частицы совершая броуновское движение сталкиваются между собой и происходит слипание.

Седиментация - процесс оседания частиц под действием силы тяжести (основным фактором седим. устойчивости является диффузия частиц).

По Пескову различают два вида устойчивости:

агрегативная (устойчивость к слипанию частиц)

идиментационная