Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Фролов В.В. -> "Химия" -> 81

Химия - Фролов В.В.

Фролов В.В. Химия: Учеб. пособие — М.: Высш. шк., 1986. — 543 c.
Скачать (прямая ссылка): chem_up_dlya_msv.pdf
Предыдущая << 1 .. 75 76 77 78 79 80 < 81 > 82 83 84 85 86 87 .. 211 >> Следующая

Ответ. Гк„„ = 631,79 К.
4. Определите температуру кристаллизации моляльиого раствора NaCl (коэффициент активности f = 0,657) и моляльиого раствора А1СЦ (коэффициент активности f = 0,539). Ответ. Tm,„, Naci = 269,92 К; 7K|lll„,Au:;i;i = 268,13 К.
5. Определите коэффициент активности (f) 10%-ного (по массе) раствора NaCl, если его ¦эквивалентная электрическая проводимость Я. = 74,3 Ом~ 1 • см2/г-экв (данные по эквивалентной электрической проводимости ионов при бесконечном разбавлении взять из табл. 7.8). Ответ, /NHCI = 0,587.
Глава восьмая ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯ. ДИСПЕРСНЫЕ. СИСТЕМЫ
8Л. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Поверхности твердых и жидких веществ имеют особые свойства, которые обусловлены тем, что поверхностные слои любой конденсированной фазы обладают свободной энергией за счет неуравновешенности частиц, образующих границу раздела. На рис. ПО показана схема возникновения неуравновешенности частиц поверхности жидкости и твердого тела. На границе раздела жидкости или твердого тела с другой конденсированной фазой (жидкостью), в которой плотность распределения частиц больше, чем в газе, неуравновешенность частиц значительно меньше, чем на поверхности твердого или жидкого тела, т. ё. межфазная граница раздела обладает значительно меньшей энергией, чем поверхность, граничащая с газом.

Рис. ПО. Схема возникновения неуравновешенных частиц поверхностного слоя:
а — жидкость; б — кристалл (/-частина; 2 — зона действия сил)
Поверхностная энергия измеряется работой, затраченной на создание единицы новой поверхности.
Поверхностная энергия обычно обозначается о; ее размерность в СИ Дж/м2 или Н/м — размерность поверхностного натяжения — определяется как сила на единицу длины контура поверхности, но численно обе они равны между собой.
Естественно, что поверхностная энергия или поверхностное натяжение определяются строением конденсированной фазы, которое, в свою очередь, определяется природой сил, действующих между частицами, ее составляющими. Если конденсированная фаза — жидкость — образована за счет межмолекулярных сил, то поверхностное натяжение, вообще говоря, невелико. Особенно мало
208
поверхностное натяжение для жидких инертных газов,' между молекулами которых возможны только дисперсионные силы взаимодействия. В табл. 8.1 -приведены поверхностные натяжения жидкостей различного строения, и мы видим, что для жидких инертных газов они очень невелики.
Поверхностное натяжение жидких фаз., образованных действием ориентационных или индукционных сил между полярными молекулами, резко увеличено.
Для полярных жидкостей оно зависит от электрических моментов молекул, от размеров молекул и их геометрического строения.
Наибольшее поверхностное натяжение у воды, обладающей высокой полярностью: большой электрический момент 0,607 X X 10~29 К-Л'М, малые размеры молекул, наличие водородных связей. В жидкостях, полученных при плавлении ионных кристаллов, сохраняются ионные связи между частицами, и они хорошо проводят электрический ток (электролиты). Поверхностное натяжение у этих жидкостей высокое. Еще выше оно (до 0,30 Дж/м2) при сохранении ковалентных и ионных связей в расплавах кристаллов силикатов и алюминосиликатов. Наибольшее поверхностное натяжение у жидких металлов, оно на порядок выше поверхностного натяжения полярных жидкостей и некоторых расплавов ионных кристаллов.
Методы определения поверхностного натяжения (метод капиллярного поднятия, отрыва кольца, максимального давления в пузырьке, неподвижной капли) рассматривает молекулярная физика. Надежных методов определения поверхностного натяжения твердых поверхностей пока не существует, но оценочные значения говорят о том, что поверхностное натяжение твердого тела близко по величине к поверхностному натяжению жидкостей, особенно вблизи температуры плавления.
Поверхностная энергия, зависящая от состава жидкой фазы и от температуры, может быть представлена термодинамической функцией — свободной энергией Гиббса для поверхности:
ЛО„ов = АЯппв-7,А5110В = ог^, (8.1)
где ЛС?,|ои — энергия Гиббса; Д5„ов — энтропия поверхности; ЛЯшш — энтальпия поверхности; а — поверхностное натяжение; — поверхность.
При достижении равновесия ЛО„ов стремится к минимальному значению. Уменьшение энергии Гиббса для поверхности (при Т— = сопз1:) может быть получено за счет уменьшения поверхности (стягивание капли, рост зерна при термообработке и т. д.) или за счет снижения поверхностного натяжения (адсорбция, изменение состава жидкости). Оба фактора могут действовать одновременно.
Таким образом, энергия Гиббса 1 моль вещества имеет две составляющие: поверхностную и объемную, или массовую:
АО = Дбпо, + ДОм„с. (8.2)
Оценим соотношение этих величин для 1 кмоль ИаС1 в виде монолитного куба: масса 1 кмоль №С1 58,5 кг/кмоль; плотность р== 2,167- 103 кг/м3; объем 1 кмоль
209
Таблица 8.1. Поверхностное
натяжение некоторых жидкостей
Неполярные Полярные Ионные Металлические
Название Формула т, к а, Дж/м2 Название Формула т. к о, Дж/м2 Название Формула т. к о, Дж/м2 Название Фор-м у л а г, к 0, Дж/м-
Предыдущая << 1 .. 75 76 77 78 79 80 < 81 > 82 83 84 85 86 87 .. 211 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed