9. Поверхностное натяжение, его определения и размерности.

Поверхностное натяжение- изменение свободной энергии приходящееся на единицу площади. Σ- расстояние по обе стороны от границы раздела фаз за пределами которого св-ва слоя перестают отличаться от свойств объемных фаз; сила действующая на единицу длинны контура, направленная тангенсально к нему и стремящаяся этот контур сократить. (Дж /м²б Н/м), (эрг/см², дин/см).

10. Метод избыточных величин Гиббса. Вывод фундаментального уравнения Гиббса для свободной энергии системы с плоской границей раздела фаз.

2 понятия. Разделяющая поверхность- фиктивная разделяющая поверхность, на которой происходит разрыв непрерывно в плоскостях( m, S, F). Поверхность разрыва –толщина поверхностного слоя.

Предпосылки: α и β включают в себя часть поверхностного слоя и считается однородным вплоть до раздела поверхности. Разделяющая поверхность- это гетерогенная поверхность, воспроизводящая форму поверхности разрыва и параллельная ей. Каждая точка разделяющей поверхности находится в одинаковых условиях, положение поверхности фиксировано по величине адсорбции, разность между экстенсивными величинами в реальной и идеальной системе представляет собой избыточную величину, которую относят к разделяющей поверхности.

Вывод:

Г, α dV α

Ж, β dS β

Для поверхностной энергии:

Для открытой системы:;

Для открытой системы:

11. Вывод фундаментального уравнения Гиббса для свободной энергии плоского поверхностного слоя, его анализ.

δ<<R(называем слой плоским если его толщина много меньше радиуса кривизны)

σdS -работа увеличения единицы поверхности; SdT –связанная энергия слоя;

Σμ_idn_i^s- вещественный обмен между фазами и поверхностным слоем.

Анализ уравнения Гиббса для плоского поверхностного слоя: 1)

Поверхностное натяжение-изменение свободной энергии приходящейся на единицу площади.

2) при ↑T(dσ/dT)<0, (dF^s/dT)<0, a S^s↑ 3) Химический потенциал- мольное приращение свободной энергии при постоянном объеме при переходе i-ого компонента в поверхностный слой.

12. Понятие об адсорбции. Причины адсорбции. Количественные характеристики адсорбции.

Адсорбция- процесс выравнивания химических потенциалов между поверхностью и объектом, приводящий к изменению концентрации компонента на поверхности. Адсорбция- сгущение( концентрирование) вещества на границе раздела фаз. dF>0, F. Причина адсорбции- уменьшение поверхностной энергии dF и Σμ_idn_i. Условия адсорбции: выходит на поверхность компонент, который приводит к уменьшению поверхностного натяжения. Т^s=T^α=T^β . Адсорбция отличается от диффузии тем, что она идет в сторону расхождения концентраций. Фаза на которой происходит адсорбция называется адсорбент. 3 вида адсорбции: 1) на границе газ-тв. тело 2)раствор-газ 3)раствор-тв тело.

Количественные характеристики адсорбции: а (моль/г), (кмоль/кг)-емкость монослоя

Α (моль/см²), (кмоль/м²)-поверхностная концентрация. Г- гибсовская адсорбция =n_i/S (кмоль/м²), показывает избыток числа молей компонента в поверхностном слое по сравнению с содержанием в объеме.