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


РАСКЛИНИВАЮЩЕЕ ДАВЛЕНИЕ

РАСКЛИНИВАЮЩЕЕ ДАВЛЕНИЕ, избыточное давление в тонкой пленке-прослойке (газовой или жидкой), разделяющей две фазы, по сравнению с давлением в объемной фазе, из к-рой образовалась прослойка. Расклинивающее давление возникает в состоянии термодинамич. равновесия системы при условиях, когда в прослойке при ее медленном (квазиравновесном) утоньшении перекрываются межфазные слои, в к-рых действуют поверхностные силы (см. Поверхностная энергия). При толщине прослойки h расклинивающее давление П(h) равно разности между давлением p1 на пов-сти прослойки и давлением р0 в той объемной фазе, из к-рой образовалась прослойка путем утоньшения:

П(h)=p1-p0.

Положительное расклинивающее давление препятствует утоньшению пленки под действием внеш. сил, отрицательное расклинивающее давление приводит к самопроизвольному утоньшению пленки до толщины, при к-рой расклинивающее давление становится положительным, вплоть до разрыва пленки. Для системы из двух фаз при постоянстве т-ры Т, объемного давления р и хим. потенциалов компонентов mi изменение толщины прослойки связано со своб. энергией Гиббса G:

П(h)=-(9G/9h)T.p.mi.

Если прослойка разделяет фазы с неплоскими пов-стями, расклинивающее давление определяет силу F, действующую в прослойке при кратчайшем расстоянии h0 между пов-стями, к-рое соответствовало бы толщине плоскопараллельной прослойки. В частности, для двух сферич. пов-стей раздела фаз с радиусами r1 И r2

F(h0)=[2pr1r2/(r1+r2)]f(h0),

где f(h0)-уд. своб. поверхностная энергия.

Эксперим. измерения расклинивающего давления проводят для твердых тел, разделенных газовой или жидкой прослойкой, с помощью электронных следящих систем или пружинных силоизмери-телей. Одновременно измеряют толщину пленки интерфе-рометрически или электрич. методом (емкостными или индукционными датчиками). Для смачивающих и свободных пленок изотермы расклинивающее давление измеряют, задавая внеш. гидростатич. давление, к-рое измеряют по радиусу мениска, контактирующего с пленкой.

Теоретич. обоснование расклинивающего давления основывают на представлениях о природе поверхностных сил. Различают след. составляющие расклинивающего давления: молекулярную (дисперсионную), ионно-элект-ростатическую, структурную и адсорбционную. Мол. составляющая Пm наиб. надежно м. б. вычислена с помощью теории дисперсионного взаимодействия. Ионно-электростатич. составляющая Пel(h) обусловлена перекрыванием диффузных частей двойных электрических слоев (ДЭС), существующих на границах жидкой прослойки электролита с разделяемыми ею фазами, и м. б. рассчитана на основании данных об объемной плотности электрич. заряда s и Y-по-тенциале. Структурная составляющая расклинивающего давления Пs связана с перекрыванием граничных слоев р-рителя, структура к-рых изменена по сравнению с объемной структурой. Для лио-фильных пов-стей Пs > 0, эта составляющая расклинивающего давления наиб. выражена в полярных р-рителях. Согласно эксперим. данным, Пs обнаруживается для прослоек с толщинами до ~ 5-10 нм и экспоненциально падает с увеличением толщины. Между лиофобными пов-стями "структурное" притяжение экспериментально обнаруживается на расстояниях не более 80 нм. Адсорбц. составляющая расклинивающего давления Пa связана с перераспределением концентраций молекул (или ионов) по толщине пленки при перекрывании диффузных адсорбц. слоев. Если перекрываются адсорбц. слои ПАВ или полимеров, возникает стерич. составляющая расклинивающего давления, близкая к адсорбционной.

Учет расклинивающего давления и интерпретация его составляющих необходимы при расчете равновесия и устойчивости коллоидных систем (в частности, теория Дерягина-Ландау-Фервея-Овербека учитывает Пт и Пa), пен, свободных и смачивающих тонких пленок, для анализа таких явлений, как полимолекулярная адсорбция, смачивание, флотация. Большинство поверхностных явлений в той или иной степени зависит от разл. составляющих расклинивающего давления.

Представление о расклинивающем давлении введено Б. В. Дерягиным.

Лит.. ДерягинБ. В., Чураев Н. В., МуллерВ. М., Поверхностные силы, М., 1985; Дерягин Б. В., Теория устойчивости коллоидов и тонких пленок, М., 1986. Я И Рабинович.

Еще по теме:
___

     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн