wymagania8 bmp
5.1.3. Napięcie powierzchniowe roztworów
Napięcie powierzchniowe Toztworów jest zwykle różne do napięcia powierzchniowego czystego rozpuszczalnika. Zależy ono od rodzaju substancji rozpuszczonej i najczęściej ulega obniżeniu albo nieznacznemu podwyższeniu wraz ze wzrostem stężenia substancji rozpuszczonej. Przyczyną takich zmian jest adsorbowanie się cząsteczek substancji w warstewce powierzchniowej albo unikanie warstwy powierzchniowej roztworu i gromadzenie się w głębi roztworu. Opis ilościowy powyższych zjawisk przedstawia tzw. równanie adsorpcji powierzchniowej Gibbsa:
gdzie: T oznacza nadmiar substancji rozpuszczonej w warstwie powierzchniowej w porównaniu z wnętrzem roztworu, odniesiony do 1 cm2 powierzchni, c — stężenie roztworu, a — napięcie powierzchniowe,
R i T — stała gazowa oraz temperatura
(§?)t — zmiana napięcia powierzchniowego wywołana nieskoń
czenie małą zmianą stężenia roztworu, przy stałym ciśnieniu i temperaturze.
Jeżeli ^ > 0, to T < 0, tzn.: w przypadku, gdy dodatek substan
cji podwyższa (z reguły nieznacznie) napięcie powierzchniowe, to stężenie substancji w warstwie powierzchniowej jest niższe niż w głębi roztworu. Występuje wtedy tzw. adsorpcja ujemna. Przykładem takich substancji są liczne sole, zasady i kwasy nieorganiczne.
Jeżeli ($f)T < 0» tzn. gdy wzrost stężenia substancji powoduje
obniżenie napięcia powierzchniowego, to T > 0. Oznacza to, że stężenie substancji rozpuszczonej jest w warstwie powierzchniowej wyższe niż w głębi roztworu. Substancja taka adsorbuje się na powierzchni roztworu.
Duża grupa związków praktycznie nie wywiera wpływu na napięcie powierzchniowe.
Grupa związków obniżających napięcie powierzchniowe jest bardzo liczna. Należące do niej związki noszą nazwę substancji albo związków powierzchniowo czynnych. Cząsteczki tych związków są zbudowane z polarnej grupy hydrofilowej, łączącej się z wodą, oraz z nie-polarnej części hydrofobowej — „nie lubiącej wody”. Typowymi grupami hydrofilowymi są: grupa karboksylowa —COOH, hydroksylowa —OH, sulfonowa —SO3H oraz grupy aminowe. Hydrofobowe części cząsteczek są utworzone najczęściej z łańcuchów węglowodorowych. Przedstawicielami związków powierzchniowo czynnych są mydlą i wyższe kwasy tłuszczowe.
Wpływ związków powierzchniowo czynnych na napięcie powierzchniowe roztworu jest przedstawiany równaniem Szyszkowskiego:
a = o0 — aln (1 + bc), (5.7)
gdzie: o0 i a oznaczają napięcia powierzchniowe, odpowiednio — czystego rozpuszczalnika i roztworu,
c oznacza stężenie substancji powierzchniowo czynnej w roztworze, natomiast
a i b są stałymi, zależnymi od rodzaju substancji.
W przypadku roztworów silnie rozcieńczonych, bc < 1 i równanie Szyszkowskiego przyjmuje postać:
o = ct0 - a b c, (5.8)
wskazującą, że napięcie powierzchniowe takich roztworów maleje liniowo ze wzrostem stężenia substancji powierzchniowo czynnej.
Zjawisko napięcia powierzchniowego jest ważne w rozwiązywaniu wielu problemów praktycznych. Są to przede wszystkim problemy związane z wszelkimi procesami chemicznymi zachodzącymi w stanie dużego rozdrobnienia, tzn. w emulsjach, suspensjach, mgłach i pyłach. Istotne znaczenie praktyczne ma zastosowanie tzw. środków pianotwórczych i detergentów do obniżania napięcia powierzchniowego granicy faz: ciecz — gaz oraz ciecz — ciało stale. Otrzymywanie piany ma duże znaczenie w procesie flotacji, tj. oddzielania rudy od dużych ilości skały plonej. Powstawanie piany jest jednak często procesem szkodliwym (np. pienienie w kotłach i reaktorach). W takich przypadkach niszczy się piany przez dodanie środków przeciwpiano-wych. Duże znaczenie ma również zastosowanie substancji powierzchniowo czynnych w procesach otrzymywania emulsji. Wspomnieć należy jeszcze o zwiększaniu rozpuszczalności niektórych związków pod wpływem dodatku substancji powierzchniowo czynnych.
5.1.4. Zwilżanie i zjawiska kapilarne
Zwilżanie ciała stałego cieczą zależy od wielkości napięć powierzchniowych na trzech graniczących ze sobą powierzchniach: cieczy z gazem oc.g., gazu z ciałem stałym ost.g. i cieczy z dałem stałym oc.st.. Analizę kierunków działania tych sił podaje rys. 2.
W stanie równowagi: (
^ st.g. = <r st.c. + o c.g., (5-9)
123
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
wymagania5 bmp — obliczyć powierzchnię S przypadającą na część hydrofilową
wymaganiaq bmp 08 ■i. Roztwory rzeczywiste miczny składnika 2 roztworu niedoskonałego inożena opisać
wymaganiav bmp b> ^sui/KowCIm W 2. Roztwory doskonale2.3. Ciekłe roztwory doskonałe Równania stan
MOJA NAJLEPSZA KSIĄŻKA O NAJSZYBSZYCH POJAZDACH 0 Jak szybko możemy lecieć? ■
wymaganiaa bmp Stałość stosunku stężeń w równowadze podziału zachowana jest jedynie w przypadku, gdy
wymagania? bmp przy czym drugie współczynniki wirialne B i B są sobie równe, a z dokładnością do pi
326 327 (4) przy tym napięcie sprzężenia zwrotnego jest wprost proporcjonalne do prądu wyjściowego l
Obraz (2602) 96 •fizyczna powierzchnia elektrody jest zwykle większa od powierzchni geometrycznej. S
87813 Obraz (2602) 96 •fizyczna powierzchnia elektrody jest zwykle większa od powierzchni geometrycz
16 Podstawy energoelektroniki układzie napięcie to nie jest stałe (w przeciwieństwie do założenia, k
wymagania9 bmp tzn. trzech faz Rys. 2. Schemat działania sil napięcia powierzchniowego na granicy
wymagania1 bmp dla badanej cieczy Mierząc napięcie powierzchniowe prowadzi się zwykle pomiary porów
img148 (13) 15) ^Nadmiar powierzchniowy Gibbsa Jest: wm .1V (ntąrą napięcia powierzchniowego roztwor
img153 (17) v : 35)1 „Nadmiar powierzchniowy Gibbsa jest: a) miarą napięcia powierzchniowego
Top 59 bmp wymagających wielkiego napięcia uwagi. Poznał skomplikowaną aparaturę i sam potrafił: prz
więcej podobnych podstron