Абстрактни процеси на сцепление и сближаване - резюмета на банката, есета, доклади, курсови работи и дисертации

Сцепление. Сближаване. Намокряне и разпространение на течни

Концепцията за сближаване и сцепление. Намокряне и разпространение. Работата на сцепление и сближаване. Дюпре уравнение. Ъгълът на контакт. закон Янг. Хидрофобни и хидрофилни повърхностно

В хетерогенни системи разграничи междумолекулни взаимодействия в и между фазите.

Сближаване - привличането на атоми и молекули вътре в отделна фаза. Той определя наличието на веществото в кондензирано състояние и могат да бъдат причинени от междумолекулните и interatomic сили. Идеята на сцепление, намокряне и разпространение са повърхностни взаимодействия.

Адхезия осигурява връзка между две тела определена якост благодарение на физични и химични междумолекулни сили. Да разгледаме характеристика кохезивен процес. Работете сплотена разхода на енергия, определени с обратимо процес прекъсване тялото на площта на напречното сечение, равна на единство: Wk = 2СНЗ където Wk - работа на сближаване; S- повърхностно напрежение

Тъй като разликата е оформен на повърхността на две паралелно площ, съотношението появява в уравнение 2. сближаване отразява междумолекулни взаимодействия в хомогенна фаза, може да се характеризира с параметри като енергията на кристалната решетка, вътрешното налягане, нестабилност, точка на кипене, адхезията да доведе аспирационна система намаляване на повърхностна енергия. адхезия работа се характеризира с работата на обратима лепило празнина връзка на единица площ. Тя се измерва в същите единици като повърхностното напрежение. Общата работа на сцепление се дължи на цялата площ на контакт тел: WS = беше

По този начин, адхезия - работа, за да се спука адсорбционни сили, за да сформира нова повърхност в 1 m2.

За да се получи връзка между работната адхезията и повърхностно напрежение на взаимодействащите компоненти, си представим два кондензирани фази 2 и 3 с повърхност на интерфейс въздух 1, равна на площта на единица (фиг. 2.4.1.1).

Ние приемаме, че фазите са взаимно неразтворими. При комбиниране на тези повърхности, т.е. когато се прилага към друг вещество адхезия явление възниква, защото се превърна система двуфазна, тогава има повърхностно напрежение S23 на. В резултат на това първоначалната система Гибс енергия се намалява с чиято стойност е равна на работата на сцепление:

Гибс енергия промяна на системата в процеса на присъединяване:

Той отразява закона за запазване на енергията за сцепление. От това следва, че работата на адхезия е по-голяма, толкова по-повърхностното напрежение на изходните компоненти и по-малко крайния повърхностното напрежение.

Междуфазово напрежение ще бъде равно на 0, когато междуфазова повърхност изчезва, това, което се случва, когато пълно разтваряне на фазите

Като се има предвид, че Wk = 2s, както и да се размножават в дясната част от една малка част, получаваме:

където WK2, WK3 - кохезивни работни фази 2 и 3.

По този начин, след разпадането на условието е, че работата на сцепление между взаимодействащите органи трябва да бъде равна или по-голяма от средната стойност на сумата от работата на сближаване. От работата на сближаване е необходимо да се направи разграничение на силата на сцеплението теглото.

Wp - работа изразходвани за унищожаването на адхезивната връзка. Тази стойност е различна с това, че включва в работата на нарушаване на междумолекулни връзки Wa, и работата, изразходвани за деформацията на компонентите на лепило Wdef връзка:

Колкото по-силно лепило, свързано, по-голямата деформация ще бъде предмет на компоненти на системата в процеса на унищожение. деформация на работа може да надвишава обратим работата на адхезия на няколко пъти.

Омокрящите - повърхност феномен, който се състои в реакция на течност с твърди или друга течност тяло в присъствието на едновременен контакт на три несмесими фази, едната от които обикновено е газ.

Степента на омокряне на безразмерна величина характеризира с косинуса на ъгъла на контакт или контактен ъгъл. В присъствието на течни капчици върху повърхността на процеса на течна или твърда фаза, има две, при условие, че фазите са взаимно неразтворими.

Течността остава на повърхността на другата фаза под формата на капки.

Капчица простира върху повърхността.

Фиг. 2.4.1.2 показва спад на твърда повърхност в условията на равновесие.

повърхностната енергия на твърдото тяло, като се стреми да намалява, спад се простира на повърхността и е s31. Гранично енергия на твърдо - течността има тенденция за свиване на спада, т.е. повърхностната енергия се намалява с намаляване на площта на повърхността. Разпространяването предотврати сплотени сили, действащи в рамките на спад. Действие кохезионни сили, насочени от границата между течни, твърди и газообразни фази на допирателната към сферичната повърхност на кладенеца на капка и S21. Q на ъгъл (тита), образувана от допирателната към междуфазовите повърхности на ограничаване овлажняваща течност, има връх на граничната повърхност на трите фази се нарича ъгъл на контакт и омокряемостта. В равновесие се установява следната зависимост

Следователно количествен характеристика на омокрящи като косинус на ъгъла на контакт. Колкото по-малък ъгъл на контакт и съответно по-голям е защото Q, добро омокряне.

Ако защото р> 0, тогава повърхността е добре овлажнен с тази течност, ако COS р <0, то жидкость плохо смачивает это тело (кварц – вода – воздух: угол q = 0; «тефлон – вода – воздух»: угол q = 1080). С точки зрения смачиваемости различают гидрофильные и гидрофобные поверхности.

Когато 0<угол q<90, то поверхность гидрофильная, если краевой угол смачиваемости q>90, повърхността на хидрофобен. Удобен за изчисляване на размера на работа на сцепление формула се получава чрез комбинация от формула и право Дюпри Янг:

От това уравнение можем да видим разликата между явленията на сцепление и овлажняемост. Разделяйки двете страни на 2, получаваме

Тъй като омокрящи количествено характеризиращ защото Q, тогава в съответствие с уравнение се определя чрез съотношението на работата на адхезия към работата на сближаване за течност омокряне. Разликата между адхезията и омокрящи е, че омокрянето се извършва в присъствието на трифазен безконтактен. Следните изводи могат да се направят от това уравнение:

1. Когато Q = 0 защото Q = 1, Wa = Wk.

2. Когато Q = 900 COS р = 0, Wa = Wk / 2.

3. Когато Q = 1800 COS р = 1, Wa = 0.

Последният съотношението не се реализира.

Разпространяването на коефициент на Харкинс. Състояние разпространение и намокряне. Marangoni ефект. произнася Антонова

Помислете за състояние 2 течността простира върху повърхността 3. Това състояние може да бъде получена от закона Янг, като се предполага, че процесът се извършва, когато р <0. Тогда s31 і s23 + s21.

При това условие, равновесието става невъзможно и там се разпространява. От уравнението следва, че намаляването на повърхностно напрежение и S21 повърхностното напрежение намаление s23 на течността насърчава разпространението. Ако разликата между s31 и s23 да замени израз на Дюпре уравнение, ние получаваме условието, че разпространението

По този начин, на разпространението се случва, когато работата на сцепление е по-голяма, отколкото на работата на течност сближаване разпространява. Разликата между лявата и дясната страна на неравенството, наречен фактор на разсейване или разпространяване на коефициента е от Харкинс F

Когато положителен разпространение коефициент на ликвидните потоци, отрицателно - не тече. разпръскване на течност с по-ниско повърхностно напрежение на течността, използвана за # 7899; напрежение lshim повърхност, наречена Marangoni ефект. Под разбере движение в повърхностните слоеве, причинени от градиента на повърхностното напрежение. Обикновено нееднородност на повърхностното напрежение, причинено от неравенството на състава и температура в различни точки на интерфейса. По време идва от ниско напрежение страна б # 7899 на; lshih напрежения поради спонтанното намаляване на повърхностната енергия на Gibbs. Ако приемем, че потокът следва закона на Нютон, налягането на напрежение промяна се записва по следния начин:

където х - посока по повърхността в посоката на движение на течности.

Когато разпръскване на разтвор на повърхностно активни вещества (ПАВ), градиент на повърхностното напрежение може да се разлага на две условия:

при което - описва повърхностната активност на повърхностно активни вещества (ПАВ);

- концентрационен градиент в посока на движение.

Скоростта на потока на разтвора в повърхностна слой е пропорционална на срязване стрес:

където DC - разлика концентрация в повърхностния слой, замествайки градиент на концентрация.

От тази връзка следва, че скоростта на потока повърхност на разтвора е по-висока, толкова по-голяма повърхностна активност на разтвореното вещество и по-голямата разлика в концентрацията на посоката на движение. Ефект играе важна роля в процесите на трансфер на маса.

Ако течността е в контакт с друга, а след това с течение на времето това е тяхната взаимна насищане. В резултат на това разликата между повърхностните напрежения на фазите се намалява, което води до влошаване на нейното разпространение. факторът на разпръскване се намалява почти до нула. Възможно е да се формулират Антонов правило, според която формула за разпространение фактор за системи с една наситена течност става

където S31, S21 - повърхностно напрежение на двете течности на взаимно наситен и S23 - повърхностно напрежение на границата между взаимно наситени течности.

Ако течността не се разпространява от един на друг, когато взаимно насищане разпространение коефициент е отрицателен, това води до увеличаване на контактния ъгъл и неспазване на правилата Антонов.

Адсорбция на йони на кристала. електрокинетични явления

Образуването и структурата на DES. Електрокинеза потенциал. Правила за писане на мицели

Адсорбция на електролити се редуцира до адсорбция на йони, т.е. йони се движат от една фаза към друга. Това явление води до образуването на електрическата двоен слой (EDL). Преходни йони поради стойностите разлика на химическата потенциал на компонентите (йони) в съседни фази. Йоните преминават от фаза с голяма стойност на # 61549, # 61489, # 61472, и във фаза с по-малка стойност # 61472, # 61549, # 61490. В резултат на интерфейс потенциал капка се образува който спира допълнителни преходни йони. В зависимост от стойността на # 61549; йони се прехвърлят от разтвора на повърхността или обратно. И в двата случая, повърхността става прекомерно заряд, което се компенсира от йони на обратен знак. По този начин, електрически двоен слой (EDL) се появява в интерфейса.

Начини за образование DES:

Първият начин - адсорбция;

2-ри път - повърхност дисоциация.

Помислете за първи път. Да предположим, че има реакция

AgNO3 + KCl ® AgCl + KNO3

Предполагаме, че в излишък калиев хлорид. AgCl Образувалите се кристали се в йонни разтвор, съдържащ йони на К +, СГ, NO3-, предвидени # 61549; т (С -)> # 61472; # 61549; m (Cl). Cl йони се прехвърлят от разтвора към твърдата фаза, т.е. адсорбира върху твърдата повърхност на кристала на граничната повърхност не е необходимо за равновесие потенциал скок. Така кристалната повърхност придобива отрицателен заряд. Поради правило Fajans - Панет - Пескова йони, адсорбирани върху кристала с йони на общия характер на кристала или изоморфни тях, т.е. в състояние да завърши изграждането на кристалната решетка.

В този случай, адсорбцията на Cl- йони се дължи на химически сили, което води до трайна връзка на кристала. Остават в разтвор К + йони се електростатично привлечени повърхност и намалени разстройства система електронеутралност на. Въпреки това, те не са здраво прикрепени към повърхността, както и тяхната концентрация в близост до повърхността е по-голяма, отколкото в разтвор, те дифундират към по-ниската концентрация, т.е. от повърхността на разтвора. В кристалната повърхност възниква електрическа двоен слой (EDL), със следната структура:

DEL състои от вътрешна облицовка или адсорбция слой (Cl- йони) и външния слой електрод или насрещни йони (К + йони). Част от добавки, се свързва с повърхността на относително трайни и влиза в плътен слой. Останалите противойони ангажират топлинна движение в близост до повърхността, съставляват част дифузия на двойната електрически слой (DEL). Разпределение противойони плътни и дифузни части определят от съотношението между електростатично привличане на йони към повърхността и тяхното разпространение в разтвора. Последното се определя от термично движение на йони това зависи от разликата на концентрация в двойно електрически слой (DEL) и основния разтвор. Ако за реакцията да излишък AgNO3, вътрешната облицовка на електрическата двоен слой (EDL) се състои от йони Ag и срещу воля NO3. Един пример на електрическа двоен слой (EDL), образуван от дисоциацията на повърхността, е електрически двоен слой (EDL) срещащи върху стъклената повърхност поради H2O катиони K, Na, и т.н. Така стъклена повърхност в H2O отрицателно зареден. Разтваря повърхност материал и появата в него на електрическата двоен слой (EDL) може да предизвика добавянето на вещества, реагиращи с повърхността. Например, амфотерни Al (ОН) 3 в присъствието на киселина заредена положително и отрицателно в алкален.

Al (ОН) 3. Al (OH) 2Cl. Al (OH) 2+ СГ

Al (ОН) 3. + HCI. Al (OH) 2Cl. Al (OH) 2+ СГ

Al (ОН) 3. Al (OH) 2Cl. Al (OH) 2+ СГ

Al (ОН) 3. Al (OH) 2Cl. Al (OH) 2+ СГ

Al (ОН) 3. Al (OH) 2Cl. Al (OH) 2+ СГ

В електрически двоен слой (EDL), електрическото поле, интензитетът на който се характеризира със стойността на потенциала. Фиг. 2.5.1.1 показва промяната на потенциал на двоен електрически слой (DEL) на чип AgCl с увеличаване на разстоянието от повърхността. Потенциалът на повърхността на частиците # 61546; # 61488; # 61472; # 61472; тя се нарича термодинамичен потенциал. Тя характеризира потенциал скок на границата между фазите. Йоните в слой от противойони (плътен слой) в близост до повърхността на разстояние определя от собствените си размери. Въображаемият повърхността е съставен чрез своите центрове, наречена равнината на най-близкия подход, и се намира на разстояние # 61540; реда на молекулни размери, и на равен потенциал равнина # 61546;. фаза компенсира в дисперсия спрямо друго, причинени от външната сила (електрическо поле) се появява на повърхността на предметно стъкло, което не винаги съвпада с равнината на най-близкия подход, и обикновено се намира на б # 972; lshem разстояние от повърхността на # 61472; # 61540. Потенциалът на приплъзване повърхност е електрокинетично потенциал или Z # 61485; потенциал. Тя може да бъде изчислена от електрокинетични експерименти. Неговата стойност зависи от броя на такси не се компенсира в плъзгащата повърхност адсорбция слой, т.е. броя на йоните в дифузия слой. потенциалния спад в гъстата част на електрически двоен слой (EDL) е линейна. В дифузно част на двойно електрически слой (DEL) за слабо заредена повърхност евентуална промяна с разстояние подчинява експоненциална функция

където j0- потенциал повърхност;

еи определяне на Дебай;

R - характеристика количество атмосфера, разстоянието, на което акт адсорбционни сили;

х - разстояние от повърхността, дебелината на електрически двоен слой (EDL).

Има няколко правила за изготвянето на мицели:

В основата на мицела - единица. неразтворим в средата на дисперсия, състояща се от множество (т) на молекули (атома) прост вещество (утайка).

mAg3AsO3 nAsO33- Н СН 3 (п-х) Na + + -3xCh3xNa

Анти единица напрежение йони

определяне дифузионни йони

Подходящи йон адсорбция слой