ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

1. ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ - группа явлений, обусловленных тем, что силы взаимодействия между частицами, составляющими тело, не скомпенсированы на его поверхности. К поверхностным явлениям относятся процессы, происходящие на границе раздела фаз, в межфазном поверхностном слое и возникающие в результате взаимодействия сопряжённых фаз. К числу поверхностных явлений относятся поверхностное натяжение, капиллярные явления, поверхностная активность, смачивание, адсорбция, адгезия, и др.

2. происходит при образовании новой поверхности: разрыв химических связей поверхностных атомов; ослабление физического взаимодействия атомов на поверхности; изменение реакционной способности на поверхности; изменение химического состава поверхности за счет адсорбции.

3. Поверхностное натяжение: энергетическое положение атома внутри тела и на его поверхности

F_рез=0 F_рез≠0 и направлена внутрь тела

Избыточная поверхностная энергия, приходящаяся на единицу площади поверхности, получила название поверхностного натяжения

есть частная производная от любого т.д. потенциала по площади межфазной поверхности при постоянстве соответствующих параметров системы. Его можно также трактовать как

- силу, действующую тангенциально поверхности (вдоль нее) и препятствующую увеличению поверхности.

- работу, затраченную на разрыв межатомных или межмолекулярных связей, т.е. это работа образования единицы поверхности. H₂O → σ=0,0721 Дж/м² C₂H₅OH - 0,0221

ΔA_внеш = σΔS σ > 0 1 Н/м =1Дж/м²

силы поверхностного натяжения не зависят от площади поверхности жидкости

Подвижная сторона проволочной рамки в равновесии под действием внешней силы и результирующей сил поверхностного натяжения

Для равновесия подвижной стороны рамки к ней нужно приложить внешнюю силу

ΔA_вн = F_внΔx = ΔE_p = σΔS, где ΔS = 2LΔx – приращение площади поверхности обеих сторон мыльной пленки. Так как модули сил и одинаковы, можно записать: коэффициент поверхностного натяжения σ может быть определен как модуль силы поверхностного натяжения, действующей на единицу длины линии, ограничивающей поверхность

Половина капли находится в равновесии под действием сил поверхностного натяжения, приложенных к границе разреза длиной 2πR и сил избыточного давления, действующих на площадь πR² сечения σ2πR = ΔpπR² равно

пузыря в два раза больше, так как пленка имеет две поверхности:

4. Краевое смачивание Угол θ называется краевым углом. При полном смачивании θ = 0, приполном несмачивании θ = 180°. Адгезия - прилипание жидкости к твердому телу вследствие понижения уд. своб. поверхностной энергии. Адгезия определяет величину краевого угла смачивания, образуемого касательной к пов-сти жидкости в контакте с твердым телом

5. Капиллярными явлениями называют подъем или опускание жидкости в трубках малого диаметра – капиллярах. Смачивающие жидкости поднимаются по капиллярам, несмачивающие – опускаются. F_т = F_н – прекращается подъем. F_т = mg = ρhπr²g, F_н = σ2πr cos θ

Отсюда следует: При полном смачивании θ = 0, cos θ = 1. В этом случае

При полном несмачивании θ = 180°, cos θ = –1 и, следовательно, h < 0. Уровень несмачивающей жидкости в капилляре опускается ниже уровня жидкости в сосуде, в которую опущен капилляр.

6. поверхностная активность — способность вещества снижать поверхностное натяжение на границе раздела фаз — это производная поверхностного натяжения по концентрации ПАВ при стремлении С к нулю.

7. Абсорбция, поглощение веществ из газовой смеси жидкостями. Адсорбция, поглощение вещества из газообразной среды или раствора поверхностным слоем жидкости или твёрдого тела