Вопрос 11

Поверхностное натяжение. Явление смачиваемости и несмачиваемости. Капиллярные явления. Поверхностно-активные вещества

Поверхностное натяжение- определяется отношением работы ,затраченной на создание некоторой поверхности жидкости при постоянной температуре ,к площади этой поверхности :

сигма=A/S.

Поверхностное натяжение может быть определено не только энергетически. Стремление поверхностного слоя жидкости сократиться означает наличие в этом слое касательных сил- сил поверхностного натяжения. Поверхностное натяжение равно отношению силы поверхностного натяжения к длине отрезка ,на котором действует эта сила:

сигма=F/l.

Смачивание и несмачивание Если жидкость контактирует с твёрдым телом, то существуют две возможности:  1)молекулы жидкости притягиваются друг к другу сильнее, чем к молекулам твёрдого тела. В результате силы притяжения между молекулами жидкости собирают её в капельку. Так ведёт себя ртуть на стекле, вода на парафине или «жирной» поверхности. В этом случае говорят, что жидкость не смачивает поверхность;  2)молекулы жидкости притягиваются друг к другу слабее, чем к молекулам твёрдого тела. В результате жидкость стремится прижаться к поверхности, расплывается по ней. Так ведёт себя ртуть на цинковой пластине, вода на чистом стекле или дереве. В этом случае говорят, что жидкость смачивает поверхность.  Несмачивание - физическое явление отсутствия смачивания жидкостью поверхности материала.  Смачивание — физическое взаимодействие жидкости с поверхностью твёрдого тела или другой жидкости.  Смачивание бывает двух видов -Иммерсионное (вся поверхность твёрдого тела контактирует с жидкостью )  -Контактное (состоит из 3х фаз - твердая, жидкая, газообразная) 

Степень смачивания характеризуется углом смачивания. Угол смачивания (или краевой угол смачивания)- это угол, образованный касательными плоскостями к межфазным поверхностям, ограничивающим смачивающую жидкость, а вершина угла лежит на линии раздела трёх фаз. Измеряется методом лежащей капли. Мерой смачивания служит краевой угол θ — это угол между плоскостью, касательной к поверхности жидкости, и стенкой (плоскостью поверхности твердого тела). Внутри краевого угла всегда находится жидкость. Для смачивающей жидкости θ — острый, для несмачивающей θ — тупой. При полном смачивании θ = 0, при полном несмачивании θ = 180°. 

КАПИЛЛЯРНЫЕ ЯВЛЕНИЯ - совокупность явлений, обусловленных действием межфазного поверхностного натяжения на границе раздела несмешивающихся сред; к К. я. обычно относят явления в жидкостях, вызванные искривлением их поверхности, граничащей с др. жидкостью, газом или собств. паром. К. я.- частный случай поверхностных явлений.

Поверхностно-активные вещества – это химические соединения, способные накапливаться на поверхности соприкосновения двух тел или двух термодинамических фаз (называемых поверхностью раздела фаз), и вызывающие снижение поверхностного натяжения веществ, образующих эти фазы.

На межфазной поверхности Поверхностно-активные вещества образуют слой повышенной концентрации — адсорбционный слой.

Классификация ПАВ

По типу гидрофильных групп:

- анионные

- катионные

- амфотерные

- неионные

По характеру использования:

- Моющие средства

- Эмульгаторы

- Смачиватели

- Солюблизаторы

По длине гидрофобной цепи:

- гидрофобные ПАВ

- гидрофильные ПАВ