Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Поиск репетиторов
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий



Следующая страницаСодержаниеПредыдущая страница

4.2. Поверхностные явления. Адсорбция

19. ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ- явления, происходящие на поверхности раздела соприкасающихся фаз и характеризующиеся особыми свойствами межфазных поверхностных слоев.

20. ПОВЕРХНОСТНЫЙ СЛОЙ- неоднородный тонкий слой определенной толщины и объема, который располагается по обе стороны поверхности, разделяющей две соприкасающиеся объемные фазы.

21. ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯ - избыток энергии на границе раздела двух фаз, связанный с существованием поверхностного слоя.

22. СВОБОДНАЯ ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯ - избыток свободной энергии, содержащейся в поверхностном слое на границе раздела двух соприкасающихся фаз (Ж-Г, Ж-Ж, Ж-Т) по сравнению с энергией объемной части этих фаз. Удельная поверхностная энергия относится к единице поверхности и измеряется работой изотермического и обратимого образования единицы поверхностного слоя; выражается в Дж/м2.

23. ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ - сила, отнесенная к единице длины периметра поверхностного слоя. Для жидкости оно численно равно свободной поверхностной энергии и выражается в Н/м или Дж/м2.

24. ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНОЕ ВЕЩЕСТВО – такое вещество, которое способно адсорбироваться на поверхности раздела фаз, снижая избыток поверхностной энергии.

К типичным ПАВ относятся органические соединения, молекулы которых имеют дифильный характер.

Вещество, поверхностно-активное на одной границе раздела, на другой границе раздела может быть инактивным (не способным к адсорбции).

Адсорбируясь на межфазных поверхностях раздела, ПАВ образуют на них моно- или полимолекулярные слои ориентированных молекул, резко изменяя молекулярную природу поверхности.

26. НЕПОЛЯРНАЯ (ГИДРОФОБНАЯ ИЛИ ЛИПОФИЛЬНАЯ) ГРУППА - часть молекулы ПАВ (обычно в виде углеводородной цепи) без заметного дипольного момента, придающая молекуле гидрофобность или липофильность, т.е. сродство к малополярным средам.

27. СМАЧИВАНИЕ - явление, возникающее на трехфазной границе раздела при соприкосновении жидкости с поверхностью твердого тела; оно проявляется в полном или частичном растекании жидкости по поверхности вследствие сильного межмолекулярного взаимодействия поверхности и жидкости. Смачивание характеризуется величиной краевого угла, или угла смачивания.

28. КРАЕВОЙ УГОЛ СМАЧИВАНИЯ - угол между поверхностями твердого тела и смачивающей жидкости по периметру соприкосновения трех фаз: твердое тело-жидкость-газ (пар) или твердое тело-жидкость-жидкость (в плоскости, перпендикулярной к линии контакта). Количественной характеристикой смачивающей способности жидкости служит косинус краевого угла смачивания.

29. ГИСТЕРЕЗИС СМАЧИВАНИЯ - явление задержки в установлении равновесного угла смачивания. Различают два вида гистерезиса смачивания: кинетический, измеряемый разностью величин краевых углов натекания (он всегда больше равновесного) и отекания (он всегда меньше равновесного), статический, определяемый как разность равновесного значения краевого угла на данной поверхности и его реально измеренного значения (в статических условиях, без перемещения жидкости по поверхности). Статический гистерезис является результатом снижения подвижности периметра смачивания, вызываемого особенностями молекулярной природы поверхности.

30. КОЭФФИЦИЕНТ РАСТЕКАНИЯ - уменьшение при растекании жидкости свободной поверхностной энергии на границе раздела твердое тело-жидкость, выражается в Н/м. Если величина коэффициента положительна жидкость самопроизвольно растекается в тонкую пленку.

31. СВОБОДНАЯ ЭНЕРГИЯ СМАЧИВАНИЯ - изменение свободной энергии при смачивании твердого тела. Жидкость растекается и смачивает поверхность, если при этом свободная энергия системы уменьшается.

32. СМАЧИВАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ - способность жидкости смачивать твердую поверхность или растекаться по ней.

33. СМАЧИВАТЕЛИ - растворимые поверхностно-активные вещества, понижающие поверхностное натяжение на границах раздела Т-Ж и Ж-Г.

При нанесении смачивателя на поверхность краевой угол уменьшается в результате снижения межфазового натяжения sж/т и sж/г, и смачивающая способность жидкости улучшается.

34. ПОВЕРХНОСТНАЯ АКТИВНОСТЬ - способность вещества понижать свободную поверхностную энергию (поверхностное натяжение) в результате адсорбции на границе раздела фаз. Величина - мера поверхностной активности данного вещества. Обозначается буквой G.

35. ПРАВИЛО ТРАУБЕ - в гомологическом ряду ПАВ поверхностная активность вещества увеличивается в 3-3,5 раза при удлинении углеводородной цепи на одно звено (группу-CH2-).

36. ПРАВИЛО АНТОНОВА - межфазовое натяжение на границе двух несмешивающихся жидкостей равно разности поверхностных натяжений этих жидкостей (на границе с воздухом или собственным паром) в условиях взаимного насыщения: .

36. ФЛОТАЦИЯ - процесс разделения смеси порошков на основе их избирательного смачивания жидкостями. В настоящее время широкое применение получила пенная флотация. Она заключается в том, что в суспензию минерала вводят пузырьки воздуха, к которым прилипают гидрофобные частицы руды. На поверхности образуется минерализованная пена, которая удаляется в виде концентрата руды. Хорошо смачиваемые водой частицы пустой породы не прилипают к пузырькам, оседают на дно и образуют отходы флотации.

38. ФЛОТОАГЕНТЫ - поверхностно-активные вещества с дифильной структурой, которые вводятся для увеличения различия в гидрофобности поверхности частиц ценного минерала и пустой породы. При избирательной адсорбции ПАВ поверхность частиц минерала гидрофобизируется и флотационный процесс протекает интенсивнее. В качестве флотоагентов часто используют жирные кислоты и их соли.

39. АДСОРБЦИЯ - процесс перехода растворенного вещества или газа из объемной фазы в поверхностный слой, связанный с изменением свободной поверхностной энергии слоя. Величина адсорбции определяет избыток массы (молекул) адсорбированного вещества на единицу поверхности слоя по сравнению с объемом.

40. ХЕМОСОРБЦИЯ - необратимый процесс адсорбции, осуществляемый за счет химических сил. Теплота химической адсорбции соизмерима с теплотой химической реакции.

41. АДСОРБЕНТ - жидкость или твердое тело, способное сгущать на своей поверхности газ или растворенное вещество, т.е. осуществлять адсорбцию.

42. АДСОРБАТ - адсорбционный комплекс, образованный адсорбтивом и адсорбентом. По своим свойствам отличается от свойств исходных компонентов.

43. АДСОРБТИВ - газ или растворенное вещество, способные адсорбироваться на поверхности жидкости или твердого тела.

44. АДСОРБЦИОННЫЙ СЛОЙ - слой, образованный на поверхности раздела адсорбента на границе с другой средой (газом, жидкостью или твердым телом), состоящей из адсорбированных молекул, и характеризующийся повышенной концентрацией по сравнению с их концентрацией в объемах обеих фаз.

45. МОНОМОЛЕКУЛЯРНЫЙ СЛОЙ - адсорбционный слой на поверхности адсорбента, толщиной в одну молекулу. При адсорбции ПАВ толщина слоя определяется длиной ориентированной молекулы.

46. ПЛЕНКА - тонкий слой (обычно жидкости, иногда вещества в твердообразном состоянии), значительно более толстый по сравнению с поверхностным слоем, который должен рассматриваться как отдельная фаза.

47. ПОВЕРХНОСТНАЯ ПЛЕНКА - такой поверхностный слой, отдельные компоненты которого (или хотя бы один из них) отсутствуют в объемных фазах. Наиболее распространены пленки нерастворимых веществ на поверхности воды и водных растворов. В случае дифильных молекул происходит растекание жидкости и образование мономолекулярного слоя.

Мономолекулярные пленки на поверхности воды могут находиться в трех двухмерных состояниях: газообразном, жидком и твердом.

Жидкие и твердые пленки называют конденсированными. Если силы, действующие между молекулами в пленке, сравнительно невелики, то молекулы ПАВ стремятся удалиться друг от друга на возможно большие расстояния. Такую пленку называют газообразной.

Газообразные пленки характерны для дифильных молекул с числом углеродных атомов в цепи 12-20.

При относительно длинных углеводородных радикалах дифильных молекул, содержащих более 20-24 атомов углерода, образуются конденсированные пленки вследствие сильного взаимодействия между углеводородными радикалами. Молекулы обычно ориентируются параллельно друг другу и перпендикулярно к поверхности воды, образуя своеобразный «частокол». При свободном перемещении молекул в пленках их можно считать жидкими. Если действующие между радикалами молекул силы настолько велики, что молекулы не могут перемещаться, то конденсированные пленки можно рассматривать как твердые.

48. АДГЕЗИЯ – явление, близкое к явлениям адсорбции и смачивания, когда две взаимно нерастворимые жидкости, либо жидкость и твердое тело, либо два твердых тела приводятся в тесный контакт друг с другом и под действием межмолекулярных или иных (например, электрических) сил прочно прилипают друг к другу так, что для их разделения надо приложить известное усилие, т.е. произвести работу.

49. ПРАВИЛО УРАВНИВАНИЯ ПОЛЯРНОСТЕЙ РЕБИНДЕРА - процесс адсорбции идет в сторону выравнивания полярностей фаз и тем сильнее, чем больше первоначальная разность полярностей.

Тенденция системы к уменьшению поверхностного натяжения, обусловленного разностью полярностей двух фаз, определяет ориентацию молекул ПАВ в поверхностном слое.

Полярные группы ПАВ обычно ориентированы к полярной фазе, а углеводородные радикалы - к неполярной.

50. ГИДРОФИЛИЗАЦИЯ - явление, связанное с ориентированной адсорбцией дифильных веществ, в результате чего гидрофобная поверхность приобретает гидрофильные свойства.

51. ЛИОФИЛЬНОСТЬ, ЛИОФОБНОСТЬ (КРИТЕРИЙ ЛИОФИЛЬНОСТИ РЕБИНДЕРА) - классификация лиозолей на лиофильные и лиофобные основана на величине удельной свободной межфазовой энергии. В качестве критерия используется предельное значение межфазного натяжения при температуре 25о С равное 0,1 мДж/м2. Системы, имеющие большее значение межфазного натяжения, относятся к лиофобным, меньшее - к лиофильным.

Лиофобные системы требуют для своего существования введения стабилизатора. Лиофильные, как правило, образуются самопроизвольно и устойчивы без введения стабилизаторов.

52. АДСОРБЦИОННОЕ ПОНИЖЕНИЕ ПРОЧНОСТИ – явление, связанное с развитием микродефектов структуры твердого тела при адсорбции молекул поверхностно-активных веществ или электролитов. В результате нелокализованной адсорбции молекулы или ионы стремятся раздвинуть микрощели и способствуют этим диспергированию под действием внешних деформирующих сил. Облегчение диспергирования под влиянием адсорбции получило название эффекта Ребиндера.

53. КАПИЛЛЯРНАЯ КОНДЕНСАЦИЯ - конденсация паров при давлениях, значительно отличающихся от давления насыщения, связанная с образованием вогнутых менисков жидкости в порах (капиллярах) адсорбента.

54. КАПИЛЛЯРНЫЙ ГИСТЕРЕЗИС - явление, связанное с наложением капиллярной конденсации на процесс адсорбции на пористых адсорбентах. При адсорбции, сопровождающейся капиллярной конденсацией, изотермы адсорбции и десорбции не совпадают. Истинному (равновесному) процессу адсорбции соответствует десорбционная ветвь на изотерме.

55. ОБРАЩЕНИЕ ПРАВИЛА ТРАУБЕ - явления, имеющие место в тонкопористых адсорбентах и в растворах неполярных растворителей, состоящие в уменьшении адсорбции с ростом длины молекулы адсорбата выше определенного критического значения.

56. ИОНООБМЕННАЯ АДСОРБЦИЯ - адсорбция ионов из раствора, сопровождающаяся выделением эквивалентного количества ионов из адсорбента.

Наиболее распространенными адсорбентами при ионообменной адсорбции являются смолы, способные обменивать ионы гидроксила или водорода.

57. ИОНООБМЕННЫЕ СМОЛЫ – синтетические иониты, полученные путем полимеризации или поликонденсации иономеров, содержащих активные группы, способные обмениваться ионами с раствором. Активные группы могут также вводится в готовый полимер. Способность смол к обмену ионами характеризуется обменной емкостью, которая выражается числом мг/экв. ионов на один грамм смолы. После насыщения ионит обычно регенерируют. Для этого катиониты обрабатывают кислотой, а аниониты - растворами щелочей.

58. ХРОМАТОГРАФИЯ - метод анализа и разделения многокомпонентных смесей в результате сорбционных процессов при направленном движении одной из фаз.


Следующая страницаСодержаниеПредыдущая страница
Еще по теме:

     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн