Зависимость поверхностного натяжения от температуры и давления
 Скачать 0.87 Mb.
|
|
Зависимость поверхностного натяжения от температуры и давления. Для жидких систем на границе с газом (жидкость–газ) с увеличением давления поверхностное натяжение понижается. Это связано с уменьшением величины внутреннего давления и уменьшением свободной поверхностной энергии (G↓) вследствие сжатия газа и его растворения в жидкости. Чем выше растворимость газа (ɑ↑), тем значительнее уменьшение σ↓ с ростом давления.. Поверхностное натяжение умень- шается с повышением температуры. Увеличение давления для систем «жидкость – жидкость» практически не оказывает влияние на величину поверхностного натяжения. Жидкости слабо сжимаемые системы. Поверхностное натяжение «жидкость-пар» и «жидкость-жидкость». ПН «жидкость-газ» можно определить при помощи метода: максимального давления проскакивания пузырька газа через капилляр, касающийся поверхности жидкости. Поверхностное натяжение на границе раздела жидкость/газ прямо пропорционально давлению, соответствующему медленному и равномерному проскакиванию пузырьков газа (воздуха) через капиллярный кончик, который должен лишь касаться поверхности исследуемой жидкости. Глубину погружения капилляра устанавливают вертикальным перемещением капиллярной трубки. Равномерное проскакивание пузырьков воздуха достигается регулированием с помощью крана скорости истечения воды из аспиратора. Поверхностное натяжение системы «жидкость-пар» определяется по формуле σ = с (ρ ж – ρ п ) где с — коэффициент пропорциональности (постоянный для данного вещества), определяемый через молекулярную массу. Теоретически величина межфазного натяжения определяется по известному правилу Антонова, согласно которому межфазное натяжение на границе раздела жидкость/жидкость приближенно равно разности между поверхностными натяжениями жидкостей на их границе с воздухом. Для экспериментального определения межфазного натяжения на границе жидкость/жидкость применяют капельную пипетку Доннана. Правило Антонова. Если жидкости ограниченно растворимы друг в друге, то поверхностное натяжение на границе Ж-Ж равно разности между поверхностными натяжениями на границе их с воздухом: Поверхностное натяжение растворов. поверхностное натяжение – это работа равновесного изотермического процесса создания единицы площади новой поверхности. Часто поверхностное натяжение определяют как силу, действующую тангенциально к поверхности раздела фаз на единицу длины периметра этой поверхности. В системе единиц СИ поверхностное натяжение измеряется в Дж/м 2 Процессы, связанные с СМП уменьшением поверхностной энергии. 1) Стремление поверхностной энергии к снижению выражает изменение энегии Гиббса 2) Уменьшение поверхностного раздела фаз 3) Уменьшение поверхностного натяжения 4) Процесс слияние капель, укрупнение капель (коалесценция) приводит к снижению энергии. Укрупнение капель идет самопроизвольно, причем их поверхность стремится к минимальному значению. 5) Механические процессы: Внутреннее давление 6) Адгезия(сцепление поверхностей разнородных тел) и адсорбция Основы термодинамики адсорбции. Поверхностно-активные вещества (ПАВ). Пове́рхностно-акти́вные вещества́ (ПАВ) — химические соединения, которые, концентрируясь на поверхности раздела термодинамических фаз, вызывают снижение поверхностного натяжения. Поверхностно-активные вещества широко используются в нефтяной промышленности. В частности, в бурении и при эксплуатации скважин они применяются для увеличения нефтеотдачи коллекторов, вскрытия пластов, предотвращения обвалов при бурении скважин, улучшения условий освоения нефтяных скважин и т.д. Современные синтетические поверхностно-активные вещества включают многообразные по составу и строению соединения. По химической природе все мылообразные ПАВ делятся на четыре основные группы: анионные, катионные, амфолитные(амфотерные) и неионогенные (Это вещества, молекулы которых не диссоциируют на ионы.) Строение ПАВ. СН 𝟑 − СН 𝟐 − СН 𝟐 − СН 𝟐 ОН Не полярная часть Полярная часть Изменение поверхностной активности в гомологическом ряду ПАВ, правило Траубе. Уравнения адсорбции Шишковского. Уравнение Шишковкого выводится из уравнения Гиббса в дифференциальной форме |