Капиллярные явления

Дисперсными называются микрогетерогенные системы, характеризующиеся развитой поверхностью раздела фаз. Непрерывная фаза – дисперсионная среда, равномерно распределенные в ней частицы (капли, пузырьки) другой фазы образуют дисперсную фазу.

Степень раздробленности дисперсной фазы характеризуют дисперсностью где - поперечный размер частиц (диаметр при их сферической форме).

Различают грубодисперсные и среднедисперсные системы – с размерами частиц дисперсной фазы более 100 нанометров (1 нм = 10 ⁻⁹ м), дисперсность которых может быть макроскопической и микроскопической; и высокодисперсные системы (собственно коллоидные системы) с размерами частиц 1 - 100 нм, т.е. 10^-9 - 10^{-7 м} или 10 – 1000 ангстремов ().

Основные особенности дисперсных систем, обусловленные раздробленностью дисперсной фазы:

1. Большая удельная поверхность Ω_уд (м² / г) = Ω (м²) / m (г).

2. Избыток поверхностной свободной энергии

Δ G_пов (Дж) = σ (Дж/м²) × Δ Ω (м²)> 0,

где σ (Дж/м²) – удельная поверхностная энергия;

Δ Ω > 0 – прирост площади поверхности в результате дробления

(диспергирования).

3. Дополнительный избыток (или недостаток) поверхностной

свободной энергии при искривлении поверхности раздела фаз

у высокодисперсных систем по сравнению с плоской

поверхностью (в грубодисперсных системах):

Δ G_доп (Дж / моль) = Δ G_пов (Дж / моль) ± (2σ×V_M / r),

где V_M (м³ /моль) – молярный объем вещества дисперсной фазы;

r (м) – радиус кривизны поверхности раздела фаз (радиус частиц

дисперсной фазы при сферической форме);

знак (±) определяется тем, выпуклой (плюс) или вогнутой (минус) в

сторону дисперсионной среды является поверхность раздела фаз.

Прямое следствие избытка свободной поверхностной энергии в дисперсных системах – стремление к самопроизвольному уменьшению поверхности раздела фаз. Яркий пример: капля жидкости (в невесомости) стремится принять форму шара, имеющего наименьшую поверхность при одинаковом объеме.

---

Дата добавления: 2015-12-21; просмотров: 14; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!