Г.А. Миронова - Конденсированное состояние вещества - от структурных единиц до живой материи. Т1 (1119317), страница 31
Текст из файла (страница 31)
По миэщцйррйй(у рй(рреббю ПАВ могут быть разделены нв лва класса: 1) органические уюаердды(ме ПАВ с Лцфнльнымн молекулами; 2) несргаеические ПАВ. проявляющие н(рй)зпельиубэ вмсотщо поверкжэстйую Нгурввкть к конкрептой границе ПНлрбй (бщррце)), бр»э) рр Ойзо)Ррщр к р(пу П)щ)Р (Уз коплшжщ мдтш)лы ло апюшенцю л оррейе.тен)Ем 6В)66' П бр)йй(ф р 'Ш(цр()г Вб~щрир П ~)1, из()рр»р)йбцг спейс)РР межфт(згзых поверзностей, ш Врцлщн уйрййлНР рййрсбсбйн сма ~иван»я и избирательною сия»иванна поверхнестей тщрдцй фех ' аСГЫ 172 Гд 111.
Нексе юнге синодал тв и екуя 123 При в«еленин ПАВ первой группи (слабых смвчюытелсй) в жидкую Визу, напоенную |и пошрхнссп, тверлого тела, проне«опят шксрбция ПАВ на г раницах жилкссть — воздух н жилкооп — твердая поеерхносп У сньшсн и поверхнсспюго натяжения жиджжги о, приводит. в ссогьггсгвнн с (2), к росту ппВ, то есть к улучшению смачнваиня фипьной по гпношенюо к инакости псперхиссти. ПАВ 2-й-4-й групп актимю шпорбггрпшш нн межфювей по|пряности твердив тело — килкссть. Если происхолит алопрбшм с уран«и«алием полярностей то смачиванле пошр| ности резко улучи|ается, вгшоть до не|мхе|и ог несмачиванив к смачжшнню и растеканию. Так, поверхности пшрсфсбных машришиж могут сишиватьсв воюй при доба«венин ПАВ, спсссбнил к апсорбцни и» поверхности вода — нева.
Су|ззесшуст ми|по разнообразных способов, вклю пя хемсссрбш|ю, ка орые позволяют управлять смачишнием при применении ПАВ. Все ши способы о|ироко нспсльзуютсп в технике. Например, н юксп лыюй промншленнсстн прв переработке натуральнык и сннтсзических аоясюн |п|лрсфсбюания волокон с целью уменьшения нх слецаения), в пропепжх «рашеинд. печатания м панях рисунка, нанесения аитисзпп иски« и но.
лгюпалкиеа|ошик (гилрофсбнзнруюших) пакрып|й. ПАВ вводятс» в водные ршшсры ядохимикатов, исгюяьзуеммх при «бр«бои|с растяп«В ю|я улу ласи я смачивання. Гидрофилнзацнл несбхаляма также при нанесен и свецжуествительного слоя на кинофстомвтершлы. У'правлен|ю нзби|жгелы|ым ем« |ивен«си нспол«Ветс«, |ппример, врв лсбыче нсфпь После бурения скшжины ыожет ешникнуп. иесбжюнмсють сблегчшь шжзуп нефти ь с евнине.
Этому способствует юкачкп в акважпну раствора «емссорбнруюшего ПАВ, гищюфсбнзирующего гилрофнльные участки пород и, з ем самым, облегчающего псступюние нефти к скмнкние по трмяинам и «апиллярам. На нспользсвп|ни явления смачншни» сснспало флотанионнсе обо| жценне и раз«еленке гарнык пород. Флис«пни («нгл. Оопп)о —. мне«- я«с на повсрквссги волы) — разлеленне чпегнц пустой породы в |генною нзялекаемого мннервлл Например, при пенной флотаннн измельчен|ген ° о|юла инынсияно персмешияешся в воде, через нотсрую пропускается воздух Цшпщы пустой поролы, хорошо смачневсмыс (О < 99'), тонут в воле.
Маленькие по размс|вм частицы |пн|юго минерала, плоко смачивасмые полой (О> 90", рнс. 3-15), захвшыевются пузырьканн »евнуха и. коянсшрерулсь на границе вода — воздух, выносятся в «нле пены нв цо«ерююсть воин. На рнс. 3-15 нюбрп«езп гиврофсбшп сферичесхая час|ицв, расположенная на гранвцс раздела вода — воздух внутри крупного пузырька «о««уха. Ддв прсстаты нрсдполагаетс», что пошрхнссть юпы плоская. Флотиру|ошая сила, уравновешнвмощая сонм:спю с силой Ар.
химеда сшу тюксстзь для гилрсфобвой сферической частицы, изсбражелной парис 3-15 (2), рвана Р к. 3-15. Гиврм)юбиа В |ж спал испш разяушй ва ог ой ср имюлшсй щирхнопн«слыбезучма|В у сюм(2)доя твннсилмт* »В— р яро., — рынуео руши| и»ниа П =2кпт„ы«9=2яйью(О- гр)п зюг«. (3.15) Млкснмвльнсе з|пченне, которое «осипы| флпгирующая сила при риацни угла В, нахолигся нз условия (т(зг /т(В)) . = О .
отхуд» гу»=- ВП и ГО) Дг. =2|ражип (3.!б) ~2~ Из (Здб) следует, по величина фптпиру|сшей силы. в зна |ит, и масса фногирусиых минермов, рашут с увшнчеиисм краевого угла Использование ПАВ при флотацни позволяет знбнрпсльно гидрофоироевть лонер«нощь ф|ютяруемых минера«о«, отделяя их от пустой |юли. 93.5. Диез(пройме жоддопдный опк Гшпы Широкое распщютранен»|е в прнроле н в практических прнлоненнях енж лиепе|иные системы, которые нрелстаеляют щбой Волы«се число лкик частиц одной фазы (лнсперсией фазы), наховяшнхся в среде исрсисиной среде) пру|ой фазы. В отличие ог нстиниык растворе», .
кпюрых рве|ворсинов «ешсс |во раъйюбюно лс молекул и между расиным веществом н раствор|невем отсутствует грннлца раздела, днсионнмс системы харвкюрнзуются большим избытком пошрхноспюй гнн дисперсией фазы. Поскольку фаювсс состояние может быть газосбразным (г), жил«ни ) и тшрдым (т), то в дисперсных системах могут реализовыаигься О разчных комбннаш|» д оперев«я фаза — д«с мрсно еля щ еда: г-ж.
ж-г, г- члсуы 174 т. т-г. ж-ж: яг-т, т-и. т-т (т«бл. 1В-З). Часта ес~рсчаютс» дне персные сис.темы, «епючанюлм трн н более юк пера же фюы. например. Палит можно !тассьг»Ч)ия«п, юж твердую днсперснонную среду с рост»ореннымн «ней гаижбратныин и жзиюими шшсст«ами (лиспереиыми ф»замп), то есть лиепе)М«ую систему (г, ж)-г.
Лиалогич ю. атмосферный жцлух прелы нгпш собой лисшрс«уто систему (т, ж)-г. табянш П! ! В з«а«с«мости от размера частиц пионерской фазы различают три «ласса цнсперсиых систем: грубодисперсные — более КО мкм (крупа, кап. лк дождя); срелиедисперснме — (О,! - !О) мкм (сажа); аысоколисперенме — менее О,! мкм, Систсмвн в которых лисщхная фаза предста«ясна Г В!.
Н <о еи а е езаписллйьпмгж,ншпгде част«нами размером !В ) ВВййд И)ВИ гизы! «мПл — шей) дисперсиымн сист»мами. Выеоколнсперсныс коялоидные спешны магу! быть «а» нцюодиеаисперсными. в которых коллоидные аптиюл обосебши и !чяеш к~ ' уюта тепловом броуно«агом Лани»пни и диффузии, тш И «ййяпьдй»НПИ«ыми, а котсрык частицы образуют сплошную ирпстраидтяйнийш»етку — юппе!юную структуру. «ак, и»промой пюи (лат. Ое)о — юстыа»ю) — «шденнстые» тел», спхршмюише форму н обладюшне упрупжтмп и лластичнсстью. пдотнсспг днсперсной фазы н л«сперсиоаисй среды.
шк пр«акай от. личаюгся. поэтому под действием шн!ы тпжютн мойш ьр р и«коапп, расслсеннег плотная фаза оседает, а менее плотная асплышят. Сцшсбшцть дисперсных систем, благодер» пали'юю тепло«ого брауне»ского паимс. ния частиц аисперснсй фазы в лнспсрсионной среде, противостонть тапому механическому расслоению и«зы«ается кинетичшкой ую»йчйшптью дисперсных систем Прн тсююеам хаотическом лаияюнин частиц дне«ей«ной фшы жш можно такое сблю«ение жегин, коша силы прит«жснш Вин-лер-Ваальса принолят к их слипанию (»грег»пик) с абр«зо»«пнем чшщц более пру«- ною размера, что спсссбст«уег расслоению лисперсиой сисгамы.
дйжш гшя чистиц «оллоилного раствора «следствие сцеоленпа («дгезни) Чашки прн нх соударснняк, ириаоляпгая к потере кинетической уюойчи«Ости, ссакшеяию дисперсной фазы н пер»коду к смпнодисперсной, струкбрю роаанной систцче, пазы«аегся коагулацией (лат. соардайоп — с«ертыяание, сгущение). Кожуляггн» и срастание часюц придпаг лис« ной сис. теме но«ые структуряо-механически» свойства (например. прочнашь) Однако, если «слзюнлн сл иная 'жстнца дисперсией фазы имеет элеюргмескнй пожфхностн частицы скаля»»моте» ионь лиепе!»ионной заряд, та вблизи по среды, имею«ам прог«»ополвкный знак электрическою за аа.
Онн «6- Разу ую атме:ферул келлондиой частицы — ионнуюсолыютют ясам « заряда. нн и)ю обоючк . 3 „...ен у. 3 „... иаз лонер« ость чжтнцы вм сто с ионной юмосф ы «олло сферой представляет собой да«О»ай злектричшкнй сзой. И юю ат ер оилнык истиц спсссбстауют кннети кокон усюйчиассги сне.
темь« зак «ак, «а-и - еряых; нрепятст«уют сбжекснию частиц на расстояние, при «оторых и«чин«ил преобладать силы притяжения Ван-дер-Ваальса, н, яо-«торых, огпшкивиотся друг ог друга благодар» действию кузоноаских Писшрсгше коююилиые системы раздел»юге» на дш юрссаг т молннамячсски й усто чи»ые, ксторые называются лнофильнымн систем«- ми, и стаВ у Рюивьм лшш ьинепмсскн, которые нюы«аниса лиофсбными смыв ми. 177 Гл. !1!.
Н го га иыеаза де»стаи лгп скул Ч»СТЬ ! 17О 3.5.1 Лвафи»ьные кылонлные спешны Лиофильиые коллондные снсщмы — ультрамнкрогстрощнвмс термацинами ахки усшйчивые «ак отнссигелыш укрупнения частиц лис. персис« фазы так и отнсситслыш нх далымйшсга »рейзена» до моти. лярнык разме(юв. Условия термолинамической устойчивости таких сне. тем рассмшрим на примере обриоеаиия ко шй фазы в гомогенном однородном нюкомолекуляриом веществе. Как изтс на.
в равновесии система имеет минимум одного нз своик шрмодн амическах гштенниалов. Поэтому переход сзктсмы в другое со. стояние, например, начала конденсации нерв илн абрюопаиия пузырьков паре а нашксспт, в гистъп еещеспвп (нри отсутствии каких-либо загрязнений) ст зви с преодолением энергсгн еского барьерз и поэтому тат»гитис», пз сои, канде«евши начвнается в перво шждтто г тре, абрззование пузырьков при «ипеннц — а лсрегрстад жт»]косты а крштелзнзация — в ет тт1»од жидкотя«(илн растворе).
Такие состояния вещества явлтщсл мезастябнльиыми, нх свободная *нсргю больша, чем у иеолнаролной стктемь~ зп тех ме истиц. Гбрщующиеся в метасщбнльиам ссста»нни зароды!и» иолой фазы должны иметь римеры больше тки»порога крит ичесного значении, чтабь! навал фаза оккзаяжь устойчиво не«одной. Пуси, образовалась сферической формы (радиусом 1 »валя пнлкопн в парс.
От!бал!а» энерптя поверх ости рина аЕ. гпе плошадь Е=4и'. Давление в сферической «апзс рз под искривленной «оеср»носи»о больше я~к!Она«алаи анвар, иа 2а/т (дввлеииеЛюласа): (тт = Р! ь 2О [3.17) г Эверс я Гиббса всей стштемы ло абрашвания капли была ровна С, = р, (Т, !4 ), =- р,гц. (3.!8] гве рз(т, р1) — опмсенный к одной частице «таатсскнй потенциаз сев!еатеа л основной фшс, ле — полисе число частиц. !. Пзнтс образования кипи в энергии Гиббса, во-первых, следует учесть своболную энергию поверхности кит ш с! =Р+7)и'=-цфтл,утер,(»м,+г1,п)сое.= (3.19] =я,(Терт«)чл (Т ьшм)»ОЕ=цр,+ад» »ОТ., где Р н Ш вЂ” свабоднае энергии и объем всей снсшны; Л, м, н Лз, амт†свободная энерпт и абьем, приходяшгнси на одну частицу основной фазы (1) н в капле новой фаз (2), а, и ят — числа часпш в этих фазах.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
