физкал 1-15. Особенности строения поверхностного слоя фазы
 Скачать 17.85 Kb.
|
|
Особенности строения поверхностного слоя фазы. -Внутри объёма чистого вещества все силы межмолекулярного взаимодействия уравновешены -Равнодействующая всех сил воздействующих на поверхностные молекулы направлена внутрь жидкости -Поверхностные явления незначительны, если соотношения между массой тела и поверхностью в пользу массы тела -Поверхностное явление приобретает значение, когда вещество находится в разбавленном состоянии или в виде тончайшего слоя пленки Поверхностная энергия Гиббса. Какие факторы влияют на её величину? Gs=σ*S σ – поверхностное натяжение- есть величина постоянная, измеряемая энергией Гиббса, приходящейся на единицу площади поверхностного слоя Уменьшение энергии Гиббса: -за счёт уменьшения площади поверхности (укрупнение частиц) -за счёт уменьшения величины поверхностного натяжения (сорбция)-поглощение Поверхностное натяжение. Приведите энергетическое и силовое определения. Энергетическое определение: работа совершаемая на создание единицы поверхности (Дж/м2). Силовое определение: сила, действующая на единицу длины линии, ограничивающей поверхность жидкости и направлена в сторону уменьшения этой поверхности (Н/м). Зависимость поверхностного натяжения от природы веществ, температуры и давления. Поверхностное натяжение на границе жидкость-газ с увеличением давления уменьшается, т.к. возрастает концентрация молекул в газовой фазе и сила уменьшается. С ростом температуры поверхностное натяжение жидкостей уменьшается и вблизи критической температуры становится равным нулю (исчезает поверхность раздела фаз). Поверхностное натяжение на границе раздела жидкость- жидкость зависит от природы соприкасающихся фаз. Оно тем больше, чем меньше силы молекулярного взаимодействия между разнородными молекулами. Способы измерения поверхностного натяжения жидкости. Метод отрыва кольца от поверхности жидкости Метод подсчета числа капель определенного объема исследуемой жидкости, вытекающей из капилляра (сталагмометрический метод) Метод определения давления, которое необходимо для отрыва пузырька воздуха от капилляра, погруженного в жидкость (метод Ребиндера) Метод измерения высоты поднятия жидкости в капилляре, стенки которого хорошо ею смачиваются (метод капиллярного поднятия жидкости) Распределение растворенного вещества между поверхностным слоем и объёмом фазы. Теоретически можно представить три случая распределения растворенного вещества между поверхностным слоем и объемом фазы:1) концентрация растворенного вещества в поверхностном слое больше, чем в объеме фазы (поверхностно активные вещества ПАВ) 2) концентрация растворенного вещества в поверхностном слое меньше, чем в объеме фаз (поверхностно инактивные вещества: неорганические кислоты, щелочи, соли) 3) концентрация растворенного вещества в поверхностном слое такая же как в объеме фаз (поверхностно неактивные (нейтральные) вещества). Классификация растворенных веществ по их влиянию на поверхностное натяжение жидкости (воды), примеры. Поверхностная активность веществ. 1) растворенное вещество понижает поверхностное натяжение растворителя. Спирты, кислоты.2) растворенное вещество незначительно повышает поверхностное натяжение растворителя. Неорганические кислоты, основания, соли.3)растворенное вещество практически не изменяет поверхностное натяжение растворителя. Сахароза. Уравнение Гиббса для характеристики адсорбции растворенных веществ. Анализ уравнения. Строение молекул и свойства поверхностно- активных веществ. Свойства: -Ограниченно растворимы -Обладают меньшим поверхностным натяжением, чем жидкости -Резко изменяют поверхностные свойства жидкости Строение: Дифильное – разные участки молекулы характеризуются различным отношением к растворителю. Гидрофобные свойства: углеводородный радикал. Гидрофильные свойства: -OH, -NH2, SO3H Классификация поверхностно- активных веществ, примеры. -Молекулярные или неионогенные: спирты, желчь, белковые вещества -Ионогенные анионактивные: мыла, сульфокислоты и их соли, карбоновые кислоты -Ионогенные катионактивные: органические азотсодержащие основания и их соли Влияние природы ПАВ на их поверхностную активность. Правило Дюкло- Траубе.Правило Дюкло- Траубе: удлинение цепи на радикал –CH2- увеличивает поверхностную активность жирных кислот в 3,2 раза (применимо только для разбавленных растворов и для температур близких к комнатной, т.к. с повышением температуры увеличивается десорбция). В зависимости от концентрации ПАВ в растворе строение поверхностного слоя будет различно. При небольших концентрациях молекул в поверхностном слое углеводородные цепи лежат на поверхности, а полярные группы погружены в воду. По мере увеличения концентрации ПАВ углеводородные цепи поднимаются, и при концентрации, которая соответствует образованию мономолекулярного слоя, полностью заполняющего поверхность, они размещаются перпендикулярно поверхности. При дальнейшем увеличении концентрации ПАВ в растворе строение адсорбционного слоя, а также поверхностное натяжение не изменяются, а внутри раствора образуются мицеллы из молекул ПАВ. Расположение молекул ПАВ в поверхностном слое водного раствора. Строение: Дифильное – разные участки молекулы характеризуются различным отношением к растворителю. Молекулы ПАВ состоят из полярной гидрофобной УВ группы(хвост) и полярной гидрофильной группы(головка). Изотерма поверхностного натяжения. Сравните изотермы для водных растворов карбоновых кислот. Механизм действия ПАВ при кессонной болезни. Применение ПАВ в медицине и в быту. -Получение растворимых форм ЛВ (твины и спаны) -В качестве антисептиков в хирургии- влияют на проницаемость мембраны и на ферментативную активность микробов -В качестве моющих средств в быту -Получение эмульсии масла в воде, пеногасителей |