4. Фізико-хмія поверхневих явищ

Гетерогенні процеси ( каталітичні т некаталітичні) проходять наповерхні або за участю поверхні.

Поверхні явища проявляються в процессах, що відбуваються на межі поділу фаз- рухомих Р-Г та нерухомих Т-Г Р-Р Т-Р Т-Т ,де

Т- тверде тіло, Г-газ, Р – рідина.

4.1.Поверхневий натяг рідини

Тверді тіла і рідини мають поверхні поділу із сусідніми фазами. Стан молекул речовин в об’ємі фази і у поверхневому шарі із сусідніми фазами. Основна різниця полягає в тому, що поверхневий шар молекул твердого тіла або рідини має надлишкову енергію Гіббса у порівнянні з молекулами об’ємної фази.

Поверхнева енергія Гіббаса зумовлена неповною скомнсованістю міжмолекулярних сил тяжіння (пригягання) молекул поверхневого шару через слабку взаємодію з граничною фазою (див.позділ 1-2 ).

4.2 Спонтанні (довільні) процеси на межі поділу фаз багатокомпонентних систем.

Нескомпенсованість молекулярних сил ( рис.4.1) не залишаються без наслідків. На межі поділу фаз перебігають процеси, які зумовлюють довільне зменшення поверхневої енергії.

Рис. 4.1. Міжмолекулярні сили взаємодії в об’ємі (А) та на поверхні (Б).

Можливість проходження довільного процессу визнрачення довільного процессу визначення за зміною вільної поверхневої енергії (енергії Гіббса):

Де ( ) –поверхневий натяг та його зміна;

(s, ) –поверхня поділу фаз і її зміна.

Знак = -для оборотного рівноважного процессу.

˂ - для довільного оборотного процессу.

Отже поверхнева енергія системи залежить від поверхневого натягу та поверхні поділу фаз ( величини площі цієї поверхні).

Поверхневі явища при загальному розгляді можна поділити на дві групи: ( табл.4.1)

Класифікацація поверхневих явищ за зміною енергії Гіббса

Таблиця 4.1.

I група		II група
Зменшення		Зменшення
Утворення сферичної гладкої поверхні рідини	Укрупнення частинок дисперсної фази (адгезія,коагуляція, коалесценція)	Фізико – хімічні явища (адсорбція)	Електричні явища	Теплові явища
1	2	3	4	5

4.3 Адсорбція

Довільне зменьшення відбувається при абсорбції. Адсорбція – довільна зміна концентрації компонентів у поверхневому шарі у стані рівноваги порівнянно з концетрацією в об’ємній фазі на межі поділу фаз розчин-газ;розчин-розчин. Газ (розчин –тверде тіло ) . Можна сказати . що це збільшення у порівнянні з у певному процесі або з плином часу.

Адсорбція залежить від природи розчинника і розчинної, а сааме : від значення величини цих речовин. Наприклад, якщо поверхневий натяг розчинника більший за розчичненої речовини, то остання проявляє поверхневу активність. Зменшування поверхневій натяг розчину.